Impressoras 3D industriais: componentes, configurações e impacto na qualidade da produção

A impressão 3D está a revolucionar cada vez mais os processos industriais ao combinar eficiência e flexibilidade. No nosso blog, irá aprender tudo sobre os materiais mais importantes, o papel dos filamentos e como os componentes personalizados garantem precisão e fiabilidade. Saiba o que tem de ser evitado e como o dimensionamento adequado dos componentes da sua impressora 3D faz toda a diferença.

Impressão 3D industrial para otimizar os processos de produção

Ao longo dos últimos anos, a impressão 3D evoluiu de uma tecnologia de nicho promissora para uma tecnologia chave no fabrico industrial. Apesar de ser utilizada originalmente para protótipos e construção de modelos, a impressão 3D está agora a revolucionar cada vez mais os processos de produção em várias indústrias. Empresas em todo o mundo utilizam o fabrico de aditivos para produzir de forma mais rápida, mais rentável e com maior flexibilidade. O processo de impressão de aditivos oferece o potencial de produzir peças complexas 3D-printed no menor período de tempo e de satisfazer com precisão os requisitos individuais dos clientes.

Uma vantagem decisiva da produção de aditivos reside na sua liberdade de design. Embora os métodos convencionais, como a moldagem por injeção ou a fresagem CNC, sejam muitas vezes limitados por ferramentas ou máquinas, a impressão 3D pode agora fabricar geometrias complexas que anteriormente eram impensáveis. Além disso, os produtos podem ser fabricados consumindo menos material, conservando assim os recursos. Este é apenas um dos muitos aspetos que demonstra que a impressão 3D tem crescido para além da construção de protótipos e desempenha agora um papel significativo no futuro da produção industrial.

Impressão 3D - mais do que apenas plástico

Os plásticos foram os primeiros materiais utilizados na produção de aditivos e continuam a ser os materiais mais utilizados na impressão 3D. Particularmente termoplásticos, como PLA (ácido poliláctico), ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) e PETG (polietileno tereftalatoglicol), são utilizados em várias aplicações industriais porque estão prontamente disponíveis, são económicos e versáteis. Os plásticos de alto desempenho e os plásticos de engenharia também desempenham um papel cada vez mais importante para aplicações exigentes. A introdução do metal na impressão 3D foi um passo fundamental para elevar a tecnologia ao nível seguinte e torná-la utilizável para aplicações industriais altamente especializadas. Metais como aço inoxidável, alumínio, titânio e ligas de níquel são agora utilizados regularmente na produção de aditivos e permitem a impressão de peças que cumprem os requisitos de uma vasta gama de indústrias. As resinas, também conhecidas como fotopolímeros, são outro material importante na impressão 3D industrial. Estes materiais curam sob a influência da radiação UV e oferecem uma precisão extremamente elevada, o que é vantajoso para aplicações detalhadas, como equipamento médico.

Desde plástico para protótipos rápidos e económicos, a metais para componentes de alta resistência ou resinas para aplicações detalhadas e precisas - cada material oferece vantagens específicas para diferentes requisitos industriais. Consulte o nosso blog sobre o design de impressoras 3D para obter um artigo resumido sobre os componentes de uma impressora 3D e a sua funcionalidade.

Filamento para impressoras 3D

Os filamentos são uma das formas mais comuns de material utilizado na impressão 3D. A produção de aditivos, em particular métodos como a FDM (Fused Deposition Modeling), utiliza o filamento como matéria-prima e deposita a última camada por camada para moldar o objeto 3D desejado. A seleção do filamento de impressão 3D correto depende grandemente dos requisitos do respetivo projecto. Os plásticos de PLA são frequentemente suficientes para protótipos simples, enquanto materiais mais robustos como ABS, PETG ou até nylon são preferidos para componentes funcionais ou peças sob tensão mecânica. Para obter os melhores resultados, os utilizadores industriais devem, portanto, ponderar cuidadosamente as propriedades do material e também as condições de impressão.

Impressão 3D - erros e desafios

Apesar dos impressionantes avanços e do enorme potencial oferecido pela impressão 3D para a indústria, a tecnologia não é indiscutível. Tal como acontece com qualquer método de fabrico inovador, a impressão 3D depara-se com potenciais erros de aplicação e obstáculos técnicos. A implementação bem-sucedida na prática é, portanto, muitas vezes mais complexa do que o esperado.

Camadas e contornos

A espessura das camadas e o número de contornos (perímetro) são duas das definições mais importantes que influenciam diretamente a qualidade de impressão e a resistência mecânica. A altura da camada indica a espessura de cada camada de material depositado. As camadas mais finas (por exemplo, 0,1 mm) resultam num maior nível de detalhe e superfícies mais suaves, mas também em tempos de impressão mais longos. As camadas mais espessas (por exemplo, 0,3 mm) permitem uma impressão mais rápida, mas à custa da qualidade da superfície. O número de contornos descreve a espessura impressa das paredes exteriores de um objeto. Mais contornos significam maior resistência porque o objeto tem mais material ao longo das extremidades. Isto é particularmente importante para peças que estão mecanicamente sob tensão ou nas quais as paredes exteriores desempenham um papel estrutural significativo.

Estrutura de suporte à impressão 3D

Um dos maiores desafios na impressão 3D, especialmente em geometrias complexas, é a necessidade de estruturas de suporte. Estes suportes são adicionados durante o processo de impressão para estabilizar partes suspensas ou suspensas do objeto e evitar que o material caía ou colapse. Entre outras coisas, os desafios especiais são que as áreas em que as estruturas de suporte repousam podem deixar superfícies ásperas após as estruturas serem removidas, o que por sua vez requer etapas adicionais de pós-processamento. A remoção das estruturas de suporte 3D-printed também pode ser difícil e demorada, em particular em designs complicados ou peças 3D-printed mais pequenas. Para minimizar estes desafios, é importante posicionar de forma ideal as estruturas de apoio e recorrer a formas de apoio minimalistas tanto quanto possível.

Infusão de impressão 3D

O enchimento para impressão 3D refere-se ao padrão interno de um objeto 3D-printed e influencia a estabilidade e também o peso do produto final. Enquanto os contornos exteriores de um objeto são impressos sobre toda a superfície, o interior consiste frequentemente num padrão de grelha para poupar material e encurtar o tempo de impressão. A densidade do enchimento é especificada em percentagem e descreve quanto do interior do objeto é preenchido. Uma densidade mais elevada resulta num componente mais estável, mas também mais pesado e dispendioso. Uma densidade inferior de 10-20% pode ser suficiente para componentes com relevância não estrutural, enquanto as peças mecanicamente resilientes requerem uma densidade mais elevada. Diferentes padrões, como favos de mel, grelhas ou padrões triangulares, têm diferentes efeitos na estabilidade e no tempo de impressão. Os padrões favos de mel proporcionam frequentemente um bom equilíbrio entre a resistência e a poupança de material, enquanto os padrões mais densos, como o padrão triangular, proporcionam maior estabilidade, mas requerem mais material e tempo de impressão.

Componentes para impressoras 3D industriais - vantagens e desvantagens

As impressoras 3D industriais são máquinas complexas concebidas para precisão, fiabilidade e eficiência para satisfazer requisitos de fabrico exigentes. Os modelos industriais incluem uma variedade de componentes avançados otimizados para volumes maiores, velocidades mais altas e o uso de materiais especializados. Selecionar os componentes certos é decisivo para o fabrico de impressoras 3D fiáveis e de alta precisão. Na MISUMI, pode encomendar uma vasta gama de componentes de impressora 3D de alta qualidade que foram especificamente desenvolvidos para os requisitos das soluções de fabrico modernas. Isto inclui componentes de movimento linear, componentes de movimento rotativo e uma variedade de estruturas, proteções e componentes auxiliares.

Precisão dos componentes para impressoras 3D

A precisão de uma impressora 3D é maioritariamente determinada pela precisão dos seus eixos de movimento. Quanto mais precisa for a cabeça de impressão ou o componente se mover ao longo dos eixos, mais preciso será o produto final impresso. Os sistemas lineares de alta qualidade permitem tolerâncias mínimas e produtos finais precisos. Alta precisão requer manutenção regular para evitar folgas e desgaste. Peças de desgaste, como guias e fusos, devem ser inspecionadas em intervalos regulares e substituídas, se necessário. Para além de mais tempo gasto, isto também pode levar a custos mais elevados. Como resultado, as empresas devem considerar cuidadosamente quanta precisão é necessária para os seus requisitos específicos para alcançar a melhor relação custo-benefício possível.

Componentes de dimensionamento para impressoras 3D

O dimensionamento de uma impressora 3D industrial influencia significativamente as suas potenciais utilizações e eficiência. Um sofisticado design de impressora 3D otimiza a impressora para a respetiva aplicação. Um grande volume de impressão permite que componentes maiores sejam fabricados numa única operação de impressão. Isto é particularmente vantajoso na engenharia mecânica. No entanto, a complexidade dos sistemas de controlo de movimento e da estrutura aumenta com o aumento do volume de impressão. As máquinas maiores também requerem componentes de controlo de movimento mais fortes e mais precisos e um design de impressora 3D mais robusto para garantir resultados de impressão precisos. Isto leva frequentemente a custos mais elevados e a custos de manutenção acrescidos.

Componentes personalizados para impressoras 3D

A MISUMI oferece componentes padronizados e também configuráveis individualmente para impressoras 3D. Embora os componentes padronizados sejam ideais para empresas que procuram soluções comprovadas e prontas para uso, os componentes configuráveis podem ser adaptados às especificações de projeto individuais e aos requisitos técnicos. A maior vantagem reside na flexibilidade que os componentes personalizados oferecem. Permitem que cada componente corresponda perfeitamente à respetiva aplicação, quer em termos de tamanho, material, durabilidade ou propriedades mecânicas. A capacidade de projetar um componente precisamente de acordo com as próprias especificações não só reduz o potencial de ineficiências operacionais, mas também aumenta a vida útil das máquinas e a qualidade dos produtos finais. As empresas que optam por soluções personalizadas beneficiam de tempos de inatividade reduzidos e de uma maior fiabilidade de fabrico a longo prazo, uma vez que os componentes são especificamente adaptados às suas necessidades.