Impressora 3D de precisão FDM

Tipos de impressoras 3D de precisão FDM

A **impressora 3D de precisão FDM** utiliza uma deposição ordenada de filamento e pode incluir uma impressora FDM com uma impressora a laser. Também pode ser conhecida como impressora 3D híbrida, que combina tecnologias. Tem um sistema de deposição de filamentos e um sistema de sinterização ou fusão a laser.

Estas impressoras são frequentemente utilizadas na mecânica e na indústria automóvel, onde são necessárias peças de alta precisão com boa dureza, em pouco tempo. As máquinas híbridas caracterizam-se por um sistema de dois eixos de cabeças a laser e cabeças de impressão, que devem estar no mesmo plano horizontal. Ambas as cabeças devem ser movidas ao longo dos eixos X e Y.

• Impressora 3D FDM: Esta é a impressora 3D mais popular e amplamente utilizada no mundo. A tecnologia funciona com base no princípio do método de extrusão de filamentos camada por camada para criar um objeto 3D a partir de um modelo digital. Os filamentos são os materiais de impressão utilizados, que são aquecidos e extrudidos através de um bico para formar camadas na plataforma de construção aquecida.
• Impressora 3D SLA: Este tipo de impressora utiliza resina como material de impressão, que é curada através de um laser UV passo a passo para criar camadas sólidas de um objeto a partir de um líquido. As impressoras 3D SLA são conhecidas pela sua velocidade de impressão rápida e modelos de alta precisão, especialmente para geometrias complicadas, e são utilizadas principalmente nas indústrias de joalharia, dentária e de prototipagem.
• Impressora 3D SLS: As impressoras 3D de sinterização seletiva a laser (SLS) trabalham com técnicas de sinterização a laser de alta precisão, em que pequenas partículas de pó de nylon são derretidas para formar camadas sólidas de um objeto. As impressoras 3D SLS são adequadas para produzir peças de utilização final duráveis e são utilizadas principalmente nos setores aeroespacial, automóvel e industrial.

Função e funcionalidades

As impressoras FDM têm várias funcionalidades que influenciam diretamente o seu desempenho e capacidades. Incluem;

Aqui estão alguns componentes de uma impressora 3D de precisão FDM:

• Conjunto de extrusor

  O conjunto de extrusor de uma impressora 3D FDM consiste num motor e caixa de velocidades que acionam o filamento. Também tem uma roda dentada para agarrar o filamento e alimentá-lo no bloco de aquecimento. O bloco de aquecimento tem um termistor para detetar e controlar a temperatura de fusão do filamento. Há também um bico com uma ponta roscada para derreter o plástico e uma garganta removível para ligar o bico e o bloco de aquecimento.

• Hotend

  O hotend é uma parte crucial das impressoras 3D com o método FDM. É responsável por aquecer e derreter o filamento. O bloco de aquecimento tem uma parte com um resistor que o aquece até uma determinada temperatura para derreter o filamento. A temperatura dependerá do tipo de termoplástico que está a ser utilizado para imprimir o objeto. Uma vez derretido, o plástico fundido passará pelo bico para depositar camadas de material para criar uma peça acabada.

• Plataforma de construção

  A plataforma de construção, ou cama de impressão, é onde o filamento da impressora 3D FDM depositará camadas de plástico derretido para criar um objeto. É muito importante garantir que a plataforma de construção esteja nivelada e calibrada para garantir que a primeira camada de filamento adere corretamente. A plataforma de construção pode ser aquecida até uma temperatura específica dependendo do material termoplástico que está a ser utilizado para imprimir o objeto. Uma plataforma de construção aquecida pode ajudar a reduzir problemas como deformações e melhorar a aderência da primeira camada.

• Ventiladores de refrigeração

  As impressoras FDM usam ventiladores de refrigeração para solidificar rapidamente o plástico derretido e evitar que ele se deforme. Existem dois tipos de ventiladores - ventiladores de refrigeração de peças e ventiladores de fonte de alimentação. Os primeiros são ventiladores menores anexados à cabeça da impressora que sopram ar frio nas camadas recém-impressas. Os últimos podem vir como um componente de stock de uma impressora 3D e ajudam a arrefecer os motores passo a passo e as peças eletrónicas para evitar sobreaquecimento.

• Estrutura

  A estrutura da impressora 3D é a sua espinha dorsal estrutural. Determina o tamanho dos objetos que podem ser impressos e afeta a precisão e estabilidade da máquina. Os materiais comuns para a estrutura são extrusões de alumínio e aço. A estrutura deve ser resistente e não se flexionar durante a impressão para garantir que a cabeça de impressão e a plataforma de construção se movem suavemente e de forma consistente. Isso manterá as tolerâncias apertadas para impressões de alta qualidade. A estrutura também deve ter suportes para todos os componentes, como motores, correias, guias e apoios transversais, para manter tudo alinhado corretamente.

Aplicações de impressoras 3D de precisão FDM

A impressora 3D de precisão FDM é utilizada em diversas indústrias para prototipagem, pois é económica e pode ser produzida em grandes quantidades. As seguintes são algumas aplicações comuns da impressora 3D FDM:

• Indústria automóvel: A indústria automóvel utiliza este método para fabricar ferramentas, gabaritos, dispositivos e suportes que são utilizados nas fábricas de montagem. Estas peças impressas em FDM permitem uma produção rápida e reduzem o tempo necessário para desenvolver novos veículos. Além disso, as impressoras FD ajudam a criar modelos aerodinâmicos para teste e validação. Também ajuda na criação de veículos de corrida modelo para exibir durante eventos de marketing.
• Indústria aeroespacial: Os fabricantes aeroespaciais utilizam a impressão FDM para produzir modelos de teste, modelos de ferramentas e modelos de prova de conceito. Estas peças funcionais permitem que os engenheiros realizem testes e validações antes de iniciarem o design real. A acessibilidade deste método de impressão permite que a indústria aeroespacial produza inúmeros modelos e projetos de protótipos de aeronaves.
• Educação e academia: A impressora FDM desempenha um papel vital na educação e na pesquisa académica. Ajuda a criar recursos visuais e modelos que são utilizados para fins de demonstração e para melhorar a experiência de ensino/aprendizagem. Além disso, os alunos utilizam a impressora para desenvolver e refinar os seus projetos e habilidades de engenharia. A impressora FDM permite imprimir peças e decompor ideias complexas em modelos tangíveis.
• Fabricação e design industrial: Os designers industriais usam a impressão FDM para produzir modelos de teste ergonómicos e protótipos de prova de conceito em fase inicial. A velocidade e acessibilidade deste método de impressão permitem-lhes iterar e refinar os seus projetos rapidamente.
• Indústria de joalharia: A impressora 3D FDM ajuda os designers de joias a desenvolver e refinar os seus designs. Ajuda a produzir detalhes e designs complexos que são difíceis de alcançar utilizando métodos tradicionais. Além disso, a rentabilidade deste método permite que os fabricantes de joias imprimam e criem múltiplos modelos de designs e encurtem o processo de desenvolvimento do produto.
• Aplicações médicas: Esta impressora pode ser utilizada para fabricar aparelhos ortodônticos personalizados, próteses e órteses. A vantagem é que os dispositivos podem ser criados para as necessidades específicas do paciente. Além disso, são criados modelos anatómicos para ajudar os cirurgiões a compreender melhor a anatomia do paciente antes da operação. A precisão do modelo ajuda na cirurgia real. Guias e modelos cirúrgicos podem ser feitos a partir da impressora FDM para ajudar no processo cirúrgico. Restaurações dentárias também podem ser impressas utilizando este método FDM.

Como escolher impressoras 3D de precisão FDM

As aplicações alvo ajudam a identificar as funcionalidades e especificações a procurar numa impressora 3D precisa. Uma impressora 3D de precisão FDAM pode ser utilizada para prototipagem funcional, produção de peças finais, fins educacionais ou trabalhos artísticos. Cada aplicação tem os seus próprios requisitos em termos de resistência à carga, resistência à temperatura e qualidade visual. Compreender a aplicação alvo facilitará a escolha da forma, tamanho, especificações e funcionalidades.

A versatilidade dos materiais é outro fator importante a considerar. O diâmetro do filamento deve ser verificado. As impressoras usam frequentemente filamentos com diâmetros de 1,75 mm e 2,85 mm, mas podem trabalhar com uma vasta gama de materiais. Algumas impressoras finas utilizam materiais especializados que só podem ser obtidos do fabricante. Os requisitos de material do utilizador determinarão a versatilidade dos materiais da impressora.

O orçamento é outro fator a considerar ao escolher uma impressora 3D precisa. O orçamento também é um fator importante ao escolher uma impressora para uma aplicação específica. As impressoras com sistemas de extrusão duplos ou múltiplos são mais caras do que as que têm modelos de extrusão única. As impressoras 3D de precisão estão geralmente numa gama de preços diferente das máquinas de impressão 3D normais.

O tamanho da impressora é outro fator importante a considerar ao escolher uma impressora FDM. O tamanho do objeto a imprimir e o espaço disponível determinam o modelo a ser selecionado. Algumas impressoras precisas são pesadas e grandes, por isso movê-las com frequência pode ser difícil. Se forem impressos objetos grandes e não houver restrições de espaço, podem ser selecionadas impressoras grandes.

O design da impressora afeta o modelo a ser selecionado. As impressoras construídas de forma mais precisa produzem impressões de maior qualidade. As impressoras fechadas são ideais para impressão com ABS e nylon, pois oferecem melhor controlo do ambiente de impressão.

Os utilizadores que desejam investir na manutenção da impressora e que são habilidosos para atualizar a sua impressora podem optar por kits. Os kits oferecem uma oportunidade para aprender sobre os componentes e o funcionamento da impressora. O processo de aprendizagem pode ajudar os utilizadores a solucionar problemas rapidamente e melhorar a qualidade da impressão. Os utilizadores que pretendem uma impressora pronta a usar que precise de mais manutenção podem optar por modelos pré-montados.

Impressora 3D de precisão FDM Perguntas e respostas

P: O que é a tecnologia de impressão 3D FDM?

R: FDM significa Modelagem por Deposição Fundida. Esta impressão 3D funciona aquecendo durante a extrusão para derreter filamentos termoplásticos, que a cabeça de impressão deposita camada por camada. Em seguida, o material arrefece para formar uma peça sólida. Este método é fiável e bastante popular para impressão 3D.

P: Quais os materiais utilizados na impressão 3D FDM?

R: Dependendo da aplicação, podem ser utilizados diferentes materiais para impressão 3D FDM. Alguns dos mais comuns são ABS, PLA, nylon e PETG. Cada um destes materiais tem propriedades únicas, o que os torna aplicáveis em determinadas áreas mais do que noutras.

P: Como se refina a qualidade de impressão FDM?

R: Para atingir uma impressão de boa qualidade, alguns aspetos da impressão têm de ser ajustados e refinados. Isso inclui a velocidade de impressão, a temperatura e o arrefecimento. A boa aderência entre as camadas também é muito crucial, por isso certifique-se de que isso acontece. A calibração da impressora também desempenha um papel importante na qualidade da impressão.