Impressora 3D: o grande potencial da impressão volumétrica

As impressoras 3D, também conhecidas como impressoras para impressão tridimensional, são dispositivos inovadores que são utilizados para criar modelos volumétricos. Estas máquinas especializadas oferecem possibilidades infinitas e são agora amplamente utilizadas em vários sectores da vida moderna. Até há pouco tempo, as impressoras 3D eram utilizadas principalmente por grandes empresas, mas agora também estão acessíveis para uso doméstico e para pequenas empresas.

História do aparecimento

O início deste tipo de equipamento remonta a meados da década de 1980, no entanto, devido aos avanços limitados da tecnologia informática, a implementação ativa da impressão 3D foi adiada. Em 2005, registaram-se progressos significativos quando as impressoras 3D começaram a ganhar força juntamente com as melhorias nas capacidades dos computadores. Durante este tempo, foi apresentada publicamente a primeira impressora 3D capaz de imprimir a cores. Desde então, a tecnologia sofreu inúmeras modificações e o desenvolvimento de software moderno permitiu um melhor controlo do processo de impressão. Como resultado, os utilizadores têm agora acesso a um dispositivo versátil capaz de criar capas para telemóveis ou mesmo novas impressoras 3D.

A impressora 3D original

Como funciona

O princípio básico de funcionamento de uma impressora 3D é teoricamente simples e compreensível. Num software de modelação 3D, é gerado um objeto ou uma parte do mesmo (para modelos maiores, estes são divididos em vários componentes). Posteriormente, o ficheiro é transmitido para processamento através de um software especializado (para gerar um código G), após o que a tecnologia está em movimento. O código G divide o modelo digital em vários caminhos horizontais, determinando a trajetória do carro de impressão. O material liquefeito é aplicado camada a camada sobre a base, fabricando um objeto tangível.

Um diagrama que ilustra o funcionamento de uma impressora 3D

• A técnica mais comummente utilizada para a impressão 3D e aplicações culinárias é conhecida como Modelação por Deposição Fundida ou impressão FDM. A extrusão é um processo que consiste em aquecer um material e extrudi-lo para uma plataforma através de um bocal situado na cabeça de impressão. O objeto é construído camada por camada na plataforma, sendo o seu tamanho limitado pelas dimensões da plataforma.

• A tecnologia Polyjet, atualmente propriedade da Stratasys, foi desenvolvida pela primeira vez em 2000. Esta tecnologia permite a criação de objectos tridimensionais através da polimerização do fotopolímero sob a influência da radiação UV. O fotopolímero, que é um tipo de plástico caro e delicado, torna estas impressoras pouco práticas para a utilização quotidiana. No entanto, são largamente utilizadas na medicina e na indústria para modelação de detalhes precisos e criação de protótipos.

É possível adquirir conhecimentos sobre o funcionamento das impressoras 3D actuais que utilizam a "impressão em plástico" através de vídeos especializados, como o que é apresentado aqui. Além disso, estes vídeos mostram frequentemente a versatilidade da impressora em trabalhar com diversos materiais para produzir vários objectos.

Controlo do processo de impressão

Normalmente, antes de iniciar o processo de impressão, o utilizador tem de ajustar várias definições.

1. O equipamento é ligado a um PC através de um cabo USB.
2. O movimento do bico é calibrado em relação à plataforma.
3. O aquecimento da plataforma e do distribuidor de bicos é configurado e controlado.
4. O rácio de temperatura é monitorizado.
5. O processo de impressão (extrusora) é controlado através da regulação da velocidade de alimentação do material e da substituição das bobinas de plástico.

O processo de impressão é controlado através de um PC. Para transformar uma ideia num objeto físico, o utilizador necessita de software especializado para modelação 3D e controlo da máquina.

Atualmente, ainda não é possível conceber uma impressora que possa executar todas as tarefas com apenas alguns toques nas teclas. Por conseguinte, é importante familiarizar-se com uma variedade de programas de software especializados e adquirir uma compreensão básica da modelação 3D.

Antes de iniciar o processo de impressão, o operador deve calibrar a impressora, ajustando-a à plataforma de mesa. O firmware da impressora vem com um conjunto de definições predefinidas, mas o utilizador pode fazer ajustes mais precisos em função do tipo de material utilizado. Por exemplo, são definidas temperaturas de fusão diferentes quando se criam elementos volumétricos utilizando ABS ou PLA. Durante todo o processo de impressão, o operador controla o progresso através do software que o acompanha. Todo o processo de criação do modelo pode demorar entre algumas horas e um dia inteiro, sendo a precisão da execução um fator crítico. Os objectos precisos com detalhes intrincados demoram mais tempo a produzir do que os designs mais simples.

Onde podem ser utilizadas as impressoras 3D

A utilização de impressoras 3D tem um vasto leque: desde hobbies a negócios. Os empresários e os estudantes de arquitetura foram os primeiros a reconhecer as imensas possibilidades da "impressão em plástico".

1. Desenvolvimento e produção de modelos tridimensionais de diferentes estruturas.
2. Produzir componentes de plástico para máquinas: capas de proteção, engrenagens, cabos. Outra área de foco é a produção de peças para veículos importados, o que é bastante lógico considerando o seu preço.

Discos de automóveis para venda

Uma réplica da escultura de Miguel Ângelo

Além disso, a modelação volumétrica encontra aplicação no campo da joalharia, bem como em vários domínios do design e da engenharia.

Antigamente, o plástico era o principal material utilizado para a impressão, mas atualmente existe uma grande variedade de opções à escolha. Os fabricantes desenvolveram várias bases que podem até imitar o aspeto da madeira natural. E não são apenas os polímeros que podem ser utilizados como materiais de impressão – o nylon também é uma opção viável. Os estilistas rapidamente se aperceberam desta ideia e começaram a criar colecções inteiras de vestuário utilizando esta nova técnica de impressão.

Os coleccionadores que gostam de jogar ficarão entusiasmados com as possibilidades da "impressão em plástico" ofertas. Agora é possível recriar qualquer objeto, quer se trate de um modelo de avião, de uma personagem famosa ou de uma obra de arte. Os objectos raros de coleção podem ser bastante valiosos, tal como uma impressora de alta qualidade para sua casa. A escolha é clara neste caso.

Tirar ou não tirar: vantagens e desvantagens do equipamento

A utilização da impressão volumétrica oferece aos utilizadores uma vasta gama de oportunidades. A principal vantagem desta técnica é a capacidade de reproduzir qualquer objeto tridimensional, com muito poucas excepções. Essencialmente, tudo o que possa ser construído a partir de plástico tem potencial para ser "impresso" quer se trate de um para-choques caro para um automóvel importado ou de um desenho para um futuro centro comercial numa exposição de arquitetura. O fator determinante neste processo será, em última análise, as dimensões do equipamento, ou mais especificamente, o tamanho da sua superfície de trabalho.

O trabalho intensivo de preparação e gestão é um obstáculo ao pleno potencial da "impressão plástica" uma vez que requer conhecimentos especializados. Desenhar até mesmo uma forma geométrica básica ou o seu próprio retrato em 3D-MAX pode ser um desafio para um utilizador inexperiente. O domínio da técnica exige um investimento de tempo e de esforço.

O tamanho da impressora 3D é outra desvantagem. Embora existam modelos compactos disponíveis para venda, as suas capacidades de impressão são limitadas, embora sejam adequadas para a produção passo a passo de instalações ou projectos arquitectónicos.

Seria impraticável comprar uma impressora 3D como brinquedo, uma vez que o custo médio dos modelos na gama acessível ultrapassa os 30.000 rublos. No entanto, a compra de uma impressora 3D seria um investimento rentável se servisse um objetivo específico, como gerar lucro, desenvolver competências, receber educação, fomentar a criatividade ou ajudar no trabalho.

No futuro próximo, podemos antecipar avanços interessantes neste domínio específico. Atualmente, já é possível fabricar uma casa de habitação real utilizando uma mistura de construção convencional através do processo de impressão. Escusado será dizer que uma maquinaria tão sofisticada ainda não está acessível para fins domésticos, mas a simples utilização de materiais inovadores para impressão abre caminho para o aumento sistemático das capacidades de impressão volumétrica em ambientes residenciais.