Imagine se você pudesse imprimir objetos tridimensionais diretamente de uma impressora em sua casa. Quando eu era criança na escola primária, eu achava que seria incrível se eu pudesse imprimir pizzas na minha InkJet. Não é aqui que estou indo neste artigo, mas é um pensamento interessante - imprimir objetos tridimensionais, ou seja. Soa como ficção científica limítrofe e, durante muito tempo, foi. Não mais.
O processo é (não surpreendentemente) chamado de impressão 3D . Como a impressão tradicional, que pega um pedaço de papel em branco e cria imagens bidimensionais e texto do nada, a impressão 3D cria objetos totalmente realizados a partir do nada. É um procedimento fascinante que pode ser útil em vários campos.
No ano passado, James determinou que a impressão 3D não é mais um mito de impressão 3D - Sci-Fi Myth Or Reality? Impressão 3D - Mito ou realidade da ficção científica? Um pilar da ficção científica desde que o gênero começou, a idéia de ser capaz de criar seus próprios objetos em casa é compreensivelmente fascinante. Quem nunca sonhou em ter seu próprio replicador que fabrica cookies ... Leia Mais ou idéia improvisada. Apenas nos últimos 12 meses, ele está certo: a impressão 3D está apenas começando. Junte-se a mim enquanto exploro os detalhes da tecnologia de impressão 3D para saber como ela funciona e quais benefícios ela pode trazer para nós como consumidores.
Breve História da Impressão 3D
Em 1986, um cara chamado Charles W. Hull registrou uma patente para a estereolitografia, que se tornou o primeiro método conhecido de criar objetos 3D do nada. A invenção deste método inaugurou uma nova era de processos de usinagem. Enquanto a maioria dos objetos é construída usando um processo subtrativo (ou seja, talho, perfuração, entalhe, fatiamento etc.), a impressão 3D usa um processo aditivo (ou seja, adicionando material).
Impressoras 3D são caras. As impressoras tradicionais de papel e tinta custarão centenas de dólares, mas as impressoras 3D custarão dezenas de milhares de cópias. Felizmente, você não precisa possuir uma impressora 3D pessoal, pois já existem vários serviços que imprimirão objetos 3D para você. Se você estiver interessado, confira Shapeways e Sculpteo.
Devido à natureza cara da estereolitografia, outras formas de impressão 3D foram pioneiras. Essas novas técnicas têm suas próprias vantagens e desvantagens, mas a maioria delas é muito mais barata e mais acessível ao homem comum.
Técnicas de Impressão 3D
Estereolitografia (SLA) é a primeira técnica de impressão 3D desenvolvida. Ele cria objetos fora do ar, imprimindo camadas e camadas de um fotopolímero em particular em cima de si mesmo. O material começa como um líquido e muda para um sólido quando atingido por um feixe concentrado de luz ultravioleta.
O processamento de luz digital (DLP) é semelhante à estereolitografia, pois utiliza a luz para endurecer um líquido em um sólido. No entanto, no processamento de luz digital, o objeto começa como um barril de líquido cheio. Uma porção do líquido é exposta à luz, que endurece, então a placa de construção é abaixada por uma pequena quantidade. Outro tiro de luz endurece mais do líquido, e esse processo se repete. O líquido restante é drenado, deixando para trás um modelo sólido.
A sinterização seletiva a laser (SLS) usa um laser de alta potência para fundir partículas de material (por exemplo, plástico, vidro, cerâmica e metal) em uma massa que adquire a forma tridimensional desejada.
A fusão por feixe de elétrons (EBM) é um processo de impressão 3D usado para peças de metal. O processo ocorre em um vácuo e começa por se espalhar por uma camada de pó de metal (na maioria das vezes titânio). Um feixe de elétrons, em seguida, derrete o pó em uma camada sólida. Objetos criados dessa maneira são surpreendentemente densos e fortes.
A modelagem de vários jatos (MJM) funciona de maneira semelhante às modernas impressoras InkJet. Ele espalha uma camada de resina em pó e, em seguida, pulveriza uma substância de ligação cola semelhante à cola que endurece o pó em uma única camada. A modelagem de vários jatos é extremamente útil porque é rápida e suporta impressão colorida.
A modelagem de deposição fundida (FDM) usa um bocal de extrusão aquecido que derrete um material (por exemplo, plástico) à medida que sai. O bocal pode se movimentar horizontal e verticalmente por meio de controles auxiliados por computador. Quando o material sai do bocal, endurece quase imediatamente.
Quase todas as formas de impressão 3D exigem um arquivo STL. Um arquivo STL é um formato específico de modelo 3D que permite que impressoras 3D dividam convenientemente e efetivamente o objeto nas camadas individuais usadas na impressão real. A maioria dos arquivos STL é criada primeiro em um programa de CAD (computer-aided design - projeto auxiliado por computador) e depois convertida.
Benefícios da impressão 3D
As impressoras 3D são úteis tanto em capacidade comercial quanto pessoal. A única barreira real à impressão 3D pessoal é o custo extraordinário envolvido e o know-how técnico necessário para criar modelos de STL de trabalho. Se você conseguir superar esse problema inicial, verá muitos benefícios.
O trabalho relacionado ao design é feito com muito mais rapidez e facilidade com impressoras 3D. Os designers podem ter conceitos e idéias e produzir rapidamente uma representação tridimensional funcional - chamada de prototipagem rápida . À medida que o design evolui ao longo do tempo, cada iteração pode ser prototipada quase imediatamente.
As empresas também podem se beneficiar usando impressoras 3D na criação de seus produtos finais, não apenas protótipos. Os processos subtrativos acabam com muitos materiais desperdiçados na forma de aparas, detritos de perfuração e peças cortadas que são muito pequenas para serem usadas em qualquer lugar. O processo aditivo da impressão 3D elimina a maioria das formas de desperdício, se não todas.
A natureza da impressão 3D permite facilidade de personalização. Linhas de montagem típicas exigem que as partes de diferença de um objeto se ajustem de uma maneira específica ou então a linha falha. Com uma impressora 3D, personalizações pessoais são feitas no arquivo STL - a impressora não precisa ser alterada.
E o nível de detalhe que pode ser alcançado através da impressão 3D é fenomenal - inigualável por qualquer outro método de fabricação, exceto para objetos projetados e criados inteiramente à mão. A precisão de uma impressora 3D pode chegar a uma resolução de 4 mícrons. Isso é mais fino que um cabelo humano.
A tecnologia de impressão 3D não é exatamente uma mudança no mundo, mas é certamente fascinante e valiosa. Empresas de todo o mundo já utilizam a impressão 3D em seus processos de fabricação. Hobbyists já imprimem objetos singulares para seu próprio prazer. Na próxima década, é perfeitamente possível que vejamos impressoras domésticas que criam objetos 3D a nosso próprio pedido.
Crédito da Imagem: 4 Bolas Coloridas Via Shutterstock, Diagrama MJM Via TurkCADCAM