Aprendendo as melhores práticas de impressão 3D com um profissional

Pode parecer que a impressão 3D é uma tecnologia totalmente moderna, mas o fato é que ela é usada na indústria há décadas. A única coisa realmente nova é que as impressoras se tornaram baratas e pequenas o suficiente para pessoas como nós comprarem uma e colocá-la em nossa bancada de trabalho. Então, por que não aproveitar todo esse conhecimento acumulado por quem já trabalha na área de impressão 3D, mais precisamente chamada de manufatura aditiva, desde antes da MakerBot parar de fabricar impressoras de madeira?

É por isso que pedimos a Eric Utley, um engenheiro de aplicativos da Protolabs, para visitar o Hack Chat esta semana. Com mais de 15 anos de experiência em manufatura aditiva, é justo dizer que ele viu a tecnologia passar por grandes mudanças. Ele trabalhou em tudo, desde a estereolitografia clássica (SLA) até as mais recentes impressoras Multi Jet Fusion (MJF), com foco recente na impressão em metais como Inconel e alumínio. Em comparação com o tipo de impressora 3D com a qual ele trabalhou, estamos basicamente brincando com LEGOs quentes e semi-derretidos - mas isso não significa que algumas das lições que ele aprendeu não possam ser aplicadas no nível do hobby.

O bate-papo começou com perguntas sobre como é o dia-a-dia de Eric e com que tipo de máquinas incríveis ele pode brincar. Afinal, muitos de nós não terão acesso a uma impressora que pode produzir algo do tamanho de um motor de carro, então temos que viver indiretamente através de outros mais afortunados do que nós. Isso levou a uma espécie de cartilha sobre as diferentes tecnologias de impressão atualmente em uso pelos "Big Boys" para peças de plástico e metal.

Em vez de modelagem por deposição fundida (FDM), o processo pelo qual nossas impressoras de mesa funcionam, Eric diz que na maioria das vezes está lidando com alguma forma de sinterização. Há várias razões para isso, mas uma das principais é a velocidade. Como não há perda de tempo para imprimir vários objetos, eles podem carregar toda a superfície de impressão e maximizar sua eficiência. Em um caso, Eric lembra que eles produziram 3.000 peças individuais em uma única impressão de 48 horas.

Eventualmente, a discussão mudou para o design real das peças destinadas a uma impressora 3D, que é onde as coisas eram indiscutivelmente as mais aplicáveis ​​para os jogadores domésticos. Eric mencionou que a sinterização e a impressão por fusão a jato não requerem suportes, pois o próprio plástico em pó fornece uma espécie de andaime para a peça à medida que ela é construída. Mas mesmo que a peça esteja sendo produzida com uma tecnologia que exigiria material de suporte, bons projetistas tentam evitá-la ao máximo. Especialmente nas áreas médica e aeroespacial, onde os suportes internos podem apresentar problemas. Acontece que as regras aqui são bastante semelhantes às que aqueles de nós com máquinas de mesa estão acostumados, como garantir que os ângulos sejam superiores a 45° e usar chanfros no lugar de arestas duras.

Curiosamente, Eric diz que um dos maiores problemas que eles têm é com a espessura da parede. Obviamente, há uma espessura mínima de parede para cada combinação diferente de material e tecnologia de impressão, mas mais do que isso, ele diz que variar rapidamente a espessura da parede de uma peça de metal impressa pode levar a um encolhimento diferencial que pode comprometer toda a peça. Se você não puder usar uma espessura de parede consistente em seu projeto, a recomendação dele é fazer as transições o mais gradual possível, por exemplo, usando filetes.

Também foi reconfortante saber que, mesmo com impressoras 3D industriais de ponta, ainda há problemas de precisão dimensional a serem resolvidos. Caso em questão: furos nas laterais dos objetos. Eric diz que as aberturas na parte superior e inferior não são um grande problema, pois são essencialmente uma pilha de formas bidimensionais, mas uma vez que você tenha um orifício na lateral do objeto, a altura da camada da impressão adiciona uma nova variável. O problema é sério o suficiente para que, se uma peça precisar de furos na lateral, muitas vezes ela será tratada em uma etapa adicional de processamento: as peças de plástico terão os furos após a impressão e as de metal terão as aberturas usinadas com as tolerâncias adequadas. Assim como em casa!