O que é e como funciona a Impressão 3D?

Impressão 3D vem trazendo uma verdadeira revolução na forma como concebemos peças. Esse tipo de fabricação nos permite criar objetos únicos, eliminar perdas, otimizar processos e gerar uma série de benefícios para diversas aplicações. As impressoras 3D estão cada vez mais presentes no dia a dia das pessoas e nas empresas, inclusive criando profissões e carreiras até então não exploradas.

 

 

O que é e como funciona a Impressão 3D?

 

A impressão 3D é uma tecnologia inovadora que permite criar um objeto físico a partir de um modelo digital. A tecnologia foi desenvolvida na década de 80 sob o nome de “prototipagem rápida” porque este era o objetivo da tecnologia: protótipos mais rápido e mais baratos.

 

A partir da Impressão 3D uma maneira altamente eficaz de prototipar objetos surge. A primeira impressora nesse modelo foi criada por um norte americano chamado Chuck Hull e tinha basicamente duas funções: fazer lâmpadas para solidificação de resinas e confeccionar plásticos rígidos rapidamente.

 

Desde então, muita coisa mudou. Hoje, as impressoras tridimensionais são usadas para imprimir desde casas até partes do corpo humano. Mas, antes de explicar como isso é possível, é bom entender como funciona a impressão 3D.

 

Tudo começa com a criação de um modelo 3D no seu computador. Este design digital é, por exemplo, um arquivo CAD (Computer Aided Design). Um modelo 3D é criado a partir do zero com software de modelagem 3D ou baseado em dados gerados com um scanner 3D. Com um scanner 3D, você pode criar uma cópia digital de um objeto.

 

O que é e como funciona a Impressão 3D?

A História da Impressão 3D

 

 

 

A tecnologia foi inventada ainda em 1984, ou seja, há mais de 3 décadas e a primeira impressora 3D não se parecia nada com as atuais, até porque a tecnologia de entrada foi a estereolitografia, precursora da impressão 3D.

 

O objetivo do projeto inicial era dividido em duas frentes: criar lâmpadas para solidificação de resinas e acelerar o processo de fabricação de peças plásticas.

 

Como se pode imaginar, a segunda aplicação se mostrou com um potencial maior e foi fortemente desenvolvida.

Já nos primeiros resultados a impressora 3D mostrou duas características bem marcantes: a flexibilidade e rapidez. Essas vantagens da tecnologia permeiam até os dias de hoje.

 

Com o sucesso da criação, Hull criou a 3D Systems Corp., empresa que até hoje é uma das maiores no cenário mundial. A marca deteve a patente da tecnologia e iniciou as vendas de máquinas. Também surgiram outros tipos de impressão 3D, que igualmente foram patenteados.

 

Por questão da patente e do preço elevado dos componentes, ter uma impressora 3D na década de 90 definitivamente não era para qualquer um.

 

Então, para se ter uma ideia, para adquirir uma máquina era preciso desembolsar aproximadamente 1 milhão de dólares na época! Só por efeitos de comparação, hoje o preço de impressora 3D pode iniciar em torno de 2 mil reais em um modelo de entrada.

O que é e como funciona a Impressão 3D?

Como Funciona a Impressão 3D?

 

Impressão 3D ou manufatura aditiva é um processo de fabricação de objetos sólidos tridimensionais a partir de um arquivo digital.

A criação de um objeto impresso em 3D é obtida usando processos aditivos.

 

Em um processo aditivo, um objeto é criado colocando camadas sucessivas de material até que o objeto seja criado. Cada uma dessas camadas pode ser vista como uma seção transversal horizontal finamente fatiada do objeto eventual.

 

O processo de impressão 3D transforma um objeto inteiro em milhares de minúsculas pequenas fatias e, em seguida, transforma-o de baixo para cima, fatia por fatia. Essas minúsculas camadas se juntam para formar um objeto sólido. Cada camada pode ser muito complexa, o que significa que as impressoras 3D podem criar peças móveis como dobradiças e rodas como parte do mesmo objeto.

 

Você pode imprimir uma bicicleta inteira – guidão, selim, estrutura, rodas, freios, pedais e correntes – prontas para montagem, sem usar nenhuma ferramenta. É apenas uma questão de deixar lacunas nos lugares certos.

 

A impressão 3D permite produzir formas complexas (funcionais) usando menos material do que os métodos tradicionais de fabricação.

O que é e como funciona a Impressão 3D?

PASSO-A-PASSO

O primeiro passo para criar um objeto com três dimensões é usar um computador. Você pode desenhar o que deseja imprimir usando um software de modelagem ou tirar uma foto e enviar para o software mapear a imagem. Com o modelo pronto na tela, basta converter o arquivo para o formato padrão de impressoras 3D.

 

Depois, você precisa colocar a matéria-prima na impressora, que pode ser papel, borracha, plástico, metal entre outros materiais. Com isso, o objeto do seu desenho pode ser impresso. A diferença é que a impressão 3D é feita camada por camada e de baixo para cima.

Feito isso, é só aguardar. O tempo de impressão varia entre horas e dias, dependendo do tipo da impressora, material e complexidade do objeto.

Fabricação com filamento fundido (FDM ou FFF)

É a técnica mais comum e usada, pois o custo é baixo, é mais simples de usar e armazenar. Em contrapartida, não permite muitos detalhes nas peças e dependendo da geometria da peça é necessário um suporte.

 

O nome refere-se ao material usado para a impressão, um filamento plástico que precisa ser fundido para criar a peça.

Onde a impressão 3D já está sendo aplicada?

 

A tecnologia de impressão 3D já é utilizada em diversos segmentos, em especial, para pequenas produções. As aplicações incluem prototipagem rápida, maquetes e modelos em escala arquitetônica, próteses impressas em 3De adereços de filmes.

 

Outros exemplos de impressão 3D incluem a reconstrução de fósseis em paleontologia, a reprodução de artefatos antigos em arqueologia, a reconstrução de ossos e partes do corpo em patologia forense e a reconstrução de evidências altamente danificadas adquiridas em investigações de cenas de crimes.

 

Educadores e estudantes há muito tempo usam impressoras 3D na sala de aula. A impressão 3D permite que os alunos materializem suas ideias de maneira rápida e acessível.

Arquitetura

Os arquitetos foram um dos primeiros a adotar a tecnologia de impressão 3D. Quando os arquitetos precisam apresentar seu trabalho como um modelo em escala física, a impressão 3D sempre será uma maneira rápida e eficiente de fazer isso.

 

As impressoras 3D ajudam a reduzir a mão de obra e o tempo quando se trata de visualizar projetos para os clientes.

Escolas Primárias e Secundárias

Os fabricantes de impressoras 3D assumiram um papel mais direto na educação. As empresas freqüentemente empreendem programas para promover tecnologias. Esses programas servem como um meio mais barato para as escolas disponibilizarem impressoras 3D para uso nas aulas.

 

Programas como o Create Education Project permitem que as escolas integrem tecnologias de manufatura aditiva em seus currículos, essencialmente sem custo. O projeto empresta uma impressora 3D às escolas em troca de uma postagem no blog sobre a experiência do professor em usá-la ou uma amostra do plano de aula para a aula. Isso permite que a empresa mostre o que as impressoras 3D podem fazer em um ambiente educacional.

 

Da mesma forma, certas empresas fornecem planos de aula para as escolas, ensinando as crianças a usar (e às vezes construí-las). Isso é importante, pois muitas escolas podem não ter ninguém com muita experiência nesse campo.

 

Da mesma forma, muitas empresas educacionais, como a Kidesign, associam-se a fabricantes de impressoras para criar projetos como Kiddeville, com objetivos muito específicos em mente. Este projeto é um projeto de design colaborativo onde os alunos projetam elementos de um modelo em escala de uma cidade. Ao longo desses tipos de projetos, os professores os orientam por meio de pesquisa, desenvolvimento e impressão. Tais programas dão um objetivo muito mais específico e um nível de foco que as classes regulares não têm.

Universidades

Embora os graus específicos de manufatura aditiva sejam um avanço relativamente novo , as universidades há muito tempo utilizam impressoras 3D em outras disciplinas. Há muitos cursos educacionais que você pode fazer para se envolver com a impressão 3D. As universidades oferecem cursos sobre coisas adjacentes à impressão 3D, como CAD e design 3D, que podem ser aplicados à impressão 3D em um determinado estágio.

 

Em termos de prototipagem, muitos programas universitários estão se voltando para impressoras. Existem especializações em manufatura aditiva que podem ser obtidas por meio de arquitetura ou design industrial. Protótipos impressos também são muito comuns nos estudos de artes, animação e moda.

 

Laboratórios de pesquisa em uma ampla gama de vocações estão empregando a impressão 3D para uso funcional. Enquanto a maioria dos estudos ainda está empregando as impressoras para modelos, os engenheiros médicos e aeroespaciais estão colocando-os em prática na criação de novas tecnologias. Laboratórios médicos estão produzindo todos os tipos de bio-impressoras e projetos para próteses. Engenheiros estão, similarmente, incorporando a impressão em projetos de automóveis e aviões.

Workshops e cursos on-line

O ambiente educacional não se limita apenas a instituições e escolas. Há muitas outras maneiras de aprender sobre manufatura aditiva. Um dos mais populares é fazer isso online. Para complementar os estudos on-line, muitas empresas oferecem ofertas de descontos para impressoras 3D e tecnologias relacionadas. Um desses acordos vem com as aulas on-line do Coursera.

 

Você também pode se ensinar de graça assistindo a vídeos do YouTube. Muitos YouTubers e tutores on-line ganham a vida montando impressoras 3D e criando tutoriais gratuitos.

 

Impressoras de metal são caras e exigem algum treinamento antes que você possa operá-las. Isso requer oficinas presenciais como as oferecidas pelo 3DMT .

 

Os fabricantes de produtos aeroespaciais / de defesa, geração de energia e eletrônicos participam de dois dias de instrução aprofundada e recebem uma visão geral detalhada sobre tecnologias de impressão 3D, seguidos por um currículo intensivo prático sobre como usar impressoras de metal em prototipagem e produção.

 

Cursos como este são mais profissionais e muitas vezes atendem às empresas, em oposição a apenas indivíduos. Eles podem ser um ótimo lugar para aprender a usar equipamentos que normalmente estão fora do alcance do consumidor regular.

Arte

Na arte é possível comprar escultura e joias utilizando a técnica. Como objetos que servem para decorar estantes e mesas de trabalho também são produzidas com essa tecnologia.

Indústria Automotiva

Os fabricantes de automóveis, restauradores e reparadores utilizam a impressão 3D há muito tempo. Especialistas do setor automotivo esperam apenas que o uso de tecnologias de manufatura aditiva cresça nos próximos anos. As empresas estão usando para produzir não apenas peças, mas ferramentas, gabaritos e acessórios. Também possibilitou a fabricação sob demanda, reduzindo os níveis de estoque de peças de reposição.

 

O fabricante de automóveis Koenigseg usa peças de fibra de carbono em seu carro One: 1. Graças a uma impressora 3D Dimension SST 1200es, a empresa economizou 40% do custo e as peças foram desenvolvidas 20% mais rapidamente que os métodos tradicionais. Da mesma forma, a Audi está usando impressão em metal 3D para produzir peças de reposição. Eles estão basicamente interrompendo sua própria cadeia de suprimentos, imprimindo peças de reposição sob demanda com uma impressora de metal.

 

Mesmo que os fabricantes de grande escala sejam os usuários dominantes da impressão 3D, outros tipos de entusiastas do automóvel também deixam sua marca. Engenheiros de automóveis em todo o mundo estão usando peças impressas para restaurar carros antigos. Um exemplo é quando engenheiros australianos imprimiram peças para trazer de volta à vida um tipo C de delage . Ao fazer isso, eles tiveram que imprimir peças que estavam fora de produção por décadas e tiveram sucesso.

Indústria Alimentícia

Entretanto, áreas que no primeiro momento não parecem ser aptas para o uso dessa tecnologia, também estão inovando por meio da impressão 3D.

 

É o caso da indústria alimentícia, que começou a testar a impressão de comida.

 

Acredite se quiser, mas algumas empresas já imprimem chocolates em qualquer formato. Também tem máquinas capazes de criar macarrão, bolos, biscoitos e até mesmo hambúrgueres, pois é possível colocar materiais orgânicos.

 

A fabricação de aditivos invadiu a indústria de alimentos há muito tempo. Restaurantes como Food Ink e Melisse usam isso como um único ponto de venda para atrair clientes de todo o mundo.

Moda

A moda é outra área que tem se aproveitado das evoluções das impressoras 3D. Marcas como Chanel e Vercase já lançaram criações com roupas e acessórios feitos com impressões tridimensionais.

 

A proposta não é apenas comercializar, mas também fazer testes de como as roupas podem ficar no corpo antes de ir para as araras das lojas.

 

A Adidas Futurecraft 4D tem uma sola impressa em 3D. A Adidas fez acordos com a Carbon para usar seu processo de impressão DLS 3D. As grandes empresas que se interessam por essas possibilidades são indicativas de uma inevitável onda de crescimento.

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