HDG explica como funciona a impressão 3D?

A impressão 3D se tornou uma tecnologia muito mais popular, com máquinas de impressão disponíveis em praticamente todos os preços. A maioria das pessoas que deseja uma impressora 3D provavelmente pode encontrar um modelo que possa pagar. Apesar disso, a impressão 3D ainda é tão nova que poucas pessoas sabem como funciona.

É por isso que agora é um bom momento para responder à pergunta “Como funciona a impressão 3D?”. Há uma chance muito boa que você terá que usar um eventualmente!

Estaremos nos concentrando apenas em máquinas aditivas daqui em diante, pois elas são relevantes para o consumidor médio. Apenas saiba que as máquinas subtrativas pertencem à mesma família de impressoras 3D que você pode colocar em uma mesa.

Modelagem de deposição fundida, estereolitografia e sinterização seletiva a laser

Os três principais métodos de impressão 3D aditiva são FDM (modelagem de deposição fundida), estereolitografia (SLA) e sinterização seletiva a laser (SLS).

A impressora Da Vinci Fdm

FDM é o sistema de nível de consumo mais comum. Com esses tipos de impressoras, um filamento de material é passado através de uma cabeça de impressão quente. A cabeça de impressão está posicionada com precisão no espaço 3D e deposita uma camada de material de acordo com instruções programadas exatas. Existem diferentes abordagens para o FDM, mas vamos chegar a isso em um momento.

A impressora Nobel SLA 

A estereolitografia é muito menos comum em sistemas de consumo. Essas impressoras usam lasers para curar uma resina líquida em um material plástico sólido. Geralmente, o objeto é "puxado" de um tanque de resina, formando a camada por camada à medida que sobe do material. Nos últimos anos, as impressoras SLA se tornaram mais compactas e acessíveis. Portanto, é uma alternativa real para as impressoras FDM, dependendo do tipo de modelo final em que você resolve.

A sinterização seletiva a laser (SLS) usa um laser poderoso para fundir um pó de polímero. O pó real atua como uma estrutura de suporte para a impressão; portanto, esse tipo de impressão não precisa de andaimes especiais. SLS não é um tipo de FDM que você encontrará na área de trabalho. Ainda é uma tecnologia industrial por enquanto.

Impressoras de robôs cartesianos e delta

Uma impressora de robô delta

O tipo mais comum de impressora FDM é a impressora 3D cartesiana. O nome refere -se a coordenadas cartesianas. Essas são as coordenadas XYZ que todos aprendemos na escola. A cabeça de impressão pode ser movida para qualquer coordenada XYZ dentro do espaço de volume de impressão. A matemática é simples, as impressoras são bastante acessíveis e a qualidade da impressão é precisa.

No entanto, dependendo de quão granulares as coordenadas XYZ são, as superfícies curvas podem não ser o mais suaves possível, exigindo algum trabalho de acabamento manual.

As impressoras de robôs delta adotam uma abordagem diferente. A cabeça de impressão é montada em três braços que correm em três trilhos. Ao variar a altura de cada braço, a cabeça de impressão pode balançar. Esse design permite que a cabeça de impressão balance em curvas verdadeiras e também permite que objetos altos sejam impressos no volume de impressão.

Basicamente, quanto mais os trilhos, mais alto o modelo pode ser. Em vez de coordenadas XYZ, as impressoras Delta Robot usam trigonometria para calcular a posição da cabeça de impressão. O resultado final é que eles não podem atingir a mesma resolução de impressão que as impressoras cartesianas.

Para realmente entender o conceito Delta Robot, você precisa vê -lo em ação. Dê uma olhada neste vídeo de Johann Rocholl e você rapidamente obterá o conceito.

Observe a articulação nos braços e quão livre e suavemente a cabeça de impressão pode se mover.

Materiais da impressora 3D

As impressoras 3D usam uma variedade de materiais, mas existem dois plásticos que são de longe os mais comuns em aplicações de nível de consumo: ABS e PLA.

ABS (acrilonitrila butadieno estireno) é exatamente o mesmo plástico que os tijolos de lego são feitos. Este plástico é suscetível a deformar ao esfriar e precisa de uma impressora com uma cama de impressão aquecida. É bastante resistente ao impacto, mas não particularmente forte. É adequado para fabricar peças de protótipo e até peças finais que não são portadoras de carga.

O PLA (ácido polilático) tem um ponto de fusão baixo, não deforma muito, é fácil de trabalhar e tem menos impressões com falha. Também é muito quebradiço para qualquer uso prático, mas é brilhante para criar modelos suaves e detalhados que só devem ser vistos.

A boa notícia é que a maioria das impressoras 3D do consumidor trabalhará com esses dois materiais baratos. Então você pode alterá -los conforme suas necessidades precisam.

O filamento de nylon é outra opção e há impressoras que usam madeira ou metal como material. As impressoras de próxima geração também podem lidar com mais de um filamento por vez, permitindo material misto ou impressões multicoloridas.

O processo típico de impressão 3D

Se você nunca fez uma impressão 3D, provavelmente está curioso sobre como ele realmente funciona da perspectiva do usuário. Enquanto usar uma impressora 3D não é tão fácil quanto derrubar impressões 2D em uma impressora a laser ou a jato de tinta, não é tão difícil quanto você pode pensar.

Depois de configurar a impressora de acordo com o manual, com calibração e nivelamento feitos corretamente, você precisa primeiro de um modelo para imprimir.

Você pode fazer seu próprio modelo, usando algo como Zbrush ou AutoCAD, mas a maioria das pessoas provavelmente baixará um modelo de um site online. A primeira parada deve definitivamente ser Thingiverse, que é possivelmente a coleção mais famosa de modelos substituídos pelo usuário. No entanto, existem muitas alternativas.

Depois de obter um modelo em um formato compatível, você o abrirá no software que acompanha sua impressora. Todos parecem e funcionam de maneira diferente, mas o conceito básico é o mesmo. Você também pode querer tratar primeiro um modelo 3D com Meshmixer, que garante que um modelo 3D seja sólido e adequado para impressão.

No software de impressora 3D, você escolherá o tamanho e a qualidade do modelo e o software o converterá em "fatias" representando cada camada de impressão. Ele também calculará o "andaimes" que deve ser impresso para apoiar o modelo enquanto ele está sendo feito. Essas coisas podem ser quebradas quando a impressão é feita.

Com todo esse trabalho de preparação atrás de você, a impressão pode começar. Dependendo das configurações de qualidade, você pode estar em uma longa espera! As impressões de alta qualidade variam de algumas horas a alguns dias. Felizmente, algumas impressoras 3D permitem monitorar o progresso da sua impressão remotamente por meio de um aplicativo.

Depois que a impressão estiver concluída, você a removerá da cama e depois a libertará do andaime. Em muitos casos, você terá que terminar o modelo usando lixa e ferramentas de corte especiais para remover imperfeições. Algumas pessoas até pintam seus modelos! O único limite real é a sua criatividade.

Se você está ansioso para comprar uma impressora 3D, essas são as nossas melhores escolhas e, se você estiver com um orçamento limitado, essas são mais opções de bolso.