O pós-processamento separa a manufatura aditiva da impressão 3D

O Shelby Cobra impresso em 3D do Oak Ridge National Lab provou ser difícil de terminar porque a superfície do corpo reforçada com fibra de carbono tinha a textura do concreto. ORNL

O que diferencia a manufatura aditiva da impressão 3D são todos os processos realizados além da impressão. AM começa com o projeto de uma peça especificamente para aditivo, seguido de programação, otimização do processo, impressão da peça e, finalmente, pós-processamento.

A promessa de uma impressora 3D que cuspirá peças acabadas na forma de produção em série é irreal. Peças plásticas simples, por exemplo, podem exigir etapas de pós-processamento, como remoção do suporte, e podem precisar ser lixadas, polidas, alisadas com vapor, usinadas, preenchidas, pintadas, seladas, tingidas e montadas.

No mercado AM, as oficinas de trabalho são chamadas de agências de serviços. Isso porque eles devem oferecer uma gama de serviços para transformar o conceito de um cliente em realidade. Da mesma forma, quando as empresas compram impressoras 3D, geralmente buscam mais do que apenas imprimir peças. Eles querem AM.

A impressão de peças que atendam às expectativas exigirá que a equipe de uma empresa aplique experiência no estilo de escritório de serviços, incluindo pós-processamento.

Desafios Únicos

Cada processo aditivo apresenta seus próprios desafios. Peças de polímero em larga escala, por exemplo, geralmente requerem acabamento significativo. Eles são construídos por extrusão e empilhamento de camadas de plástico derretido quente umas sobre as outras.

À medida que o plástico esfria, ele encolhe cerca de 0,5%. Isso pode parecer insignificante, mas para uma peça de 20 pés de comprimento isso equivaleria a cerca de 1 polegada - uma imprecisão significativa.

O ferramental é uma das principais aplicações para MA em grande escala. As peças que saem da impressora têm uma textura semelhante ao veludo cotelê. Eles devem ser usinados depois de impressos e resfriados. A usinagem pode demorar mais que a impressão.

Protótipos de automóveis ou peças de exibição recebem acabamentos Classe A. O Oak Ridge National Laboratory fez uma famosa impressão em 3D de uma réplica do Shelby Cobra para comemorar o 50º aniversário do icônico carro de corrida. Antes de ser pós-processado, o veículo parecia legal, mas sua superfície era áspera. Com a ajuda de especialistas em acabamento da Tru-Design LLC, foi desenvolvido um processo para finalizar essas peças aditivas em larga escala.

Lixar provou ser difícil porque a superfície do material reforçado com fibra de carbono se assemelhava ao concreto. As primeiras tentativas de lixar e aplicar primer funcionaram, mas não foram uma solução de longo prazo. Os melhores resultados vieram da aplicação de uma massa de enchimento em spray patenteada que permitia lixar e pintar e produzia um acabamento de show car.

Wire EDMs geralmente são usados ​​para pós-processamento para separar peças de metal impressas em 3D de suas placas de base. A Protolabs imprimiu esta peça, que o EDM Tech Center supostamente removeu de sua placa de base em 56 minutos com um SSG WEDM. EDM Tech Center Inc.

Diferenças de Metal

A impressão de peças de metal em 3D é uma história totalmente diferente da impressão de plástico. A fabricação de filamentos fundidos (FFF) - um processo popular para imprimir peças de plástico que envolve a extrusão de plástico derretido - também pode ser usada para produzir peças de metal. As peças de metal FFF requerem pós-processamento significativo.

No metal FFF, a matéria-prima é constituída por um filamento com um aglutinante de plástico ou cera fortemente carregado com pó de metal. O fichário deve ser removido após a impressão. O processo de debinding pode ser feito com calor ou um banho de ácido.

Após o debinding, a peça é sinterizada. Encolhimento significativo ocorre durante esta fase. A boa notícia é que o encolhimento é previsível, permitindo a impressão de peças razoavelmente precisas.

Outro processo de impressão de metal é o jato de ligantes; ele possui requisitos de pós-processamento semelhantes ao FFF. O jato de aglutinante envolve espalhar uma camada de pó de metal sobre a qual uma cabeça de impressão pulveriza seletivamente um aglutinante em um padrão baseado no design da peça. O ligante então é curado e outra camada de pó metálico é espalhada.

Quando a peça é finalizada, o pó que a envolve deve ser removido - um processo chamado despoeiramento (ou decaking). Em seguida, é sinterizado, o que também elimina o aglutinante. Finalmente, a peça é usinada e polida.