Com o que a impressora 3D imprime

Anteriormente, apenas as condições industriais utilizavam impressoras 3D (máquinas que utilizam o controlo de programas para criar peças de forma aditiva) para imprimir modelos volumétricos. No entanto, atualmente, estes dispositivos são acessíveis a quase todos para uso pessoal. Com a ajuda das impressoras 3D, as pessoas podem fabricar uma vasta gama de objectos, desde pequenas bugigangas a armas e até edifícios inteiros.

Tecnologias de impressão 3D

A tecnologia de impressão aditiva surgiu nos anos 80 e as impressoras 3D ganharam popularidade no início do século XXI.

O funcionamento das máquinas que imprimem peças volumétricas pode ser dividido em três fases:

• Criar o modelo no software;
• Processamento do modelo através de ferramentas de software;
• Formação (impressão) do objeto através de camadas de material.

Existem várias tecnologias de impressão aditiva disponíveis, cada uma com as suas próprias características distintas:

1. O método de deposição por fusão (FDM) utiliza cera derretida, metal ou filamentos de plástico para criar modelos. Estes materiais são cuidadosamente dispostos numa ordem específica.
2. A estereolitografia (SLA) baseia-se num polímero líquido como material de base para os objectos. O polímero é endurecido utilizando radiação laser.
3. A fusão selectiva a laser (SLM) é uma técnica utilizada para criar peças metálicas para montagens e unidades. As pastilhas de metal são moldadas de acordo com modelos matemáticos.
4. A impressão digital LED (DLP) utiliza plástico líquido que solidifica quando exposto à luz ultravioleta.

INTRODUÇÃO! Os cientistas fizeram recentemente avanços significativos no domínio da bioimpressão, uma tecnologia revolucionária que permite a criação de órgãos e tecidos. Este processo inovador envolve a fusão precisa de pequenas gotículas que contêm células vivas, que depois sofrem divisão, crescimento e modificação.

Com o que é que a impressora 3D imprime

A escolha dos materiais para os dispositivos que criam modelos volumétricos depende da aplicação e do objetivo específicos.

ABC-plástico

O termo latino para plástico é acrilonitrilo butadieno estireno. É uma escolha suprema para fins de modelação 3D devido às suas inúmeras características vantajosas, incluindo resistência ao impacto, flexibilidade e durabilidade. Além disso, o ABC-plástico é completamente seguro para utilização e é inodoro. Este material pode ser facilmente obtido sob a forma de bobinas de fios finos.

NOTA: O plástico ABC permite-lhe produzir apenas desenhos sólidos e monocromáticos. Estes artigos terão uma durabilidade longa e manterão o seu aspeto e características, desde que sejam mantidos afastados da luz solar direta.

Acrílico

Em comparação com o plástico ABC, o acrílico tem a vantagem de poder produzir modelos nítidos quando impresso em 3D. É importante notar que o acrílico tem um ponto de fusão superior a 240 graus Celsius e, por isso, é crucial ter em conta o rápido endurecimento do acrílico quando começa a arrefecer.

É importante notar que as bolhas de ar criadas no acrílico podem ter um impacto negativo na estética geral do produto final.

Betão

Quando se trata de impressão 3D utilizando máquinas aditivas, foram desenvolvidas variações inovadoras de betão que se assemelham muito aos materiais de construção tradicionais em pedra. Até à data, apenas foram fabricados com sucesso protótipos experimentais. Estes enormes dispositivos são capazes de construir uma casa em miniatura num período de apenas vinte e quatro horas.

Papel

Os modelos em papel produzidos com impressoras 3D são normalmente utilizados no desenvolvimento de protótipos para projectos baseados em computador. Embora estes modelos possam não ter grande durabilidade ou apelo estético, podem ser produzidos rapidamente. Os aparelhos que utilizam papel como consumível criam modelos aderindo uma camada a outra.

Nota crucial: O papel é um material extremamente acessível e amplamente utilizado para projectos de modelação em casa.

Hidrogel

A modelação 3D utiliza uma substância biocompatível macia para fabricar uma gama de mecanismos de transporte capazes de fornecer medicamentos às regiões mais interiores da anatomia humana.

Nos Estados Unidos, os cientistas desenvolveram com sucesso robots com menos de 1 cm de altura. Estes robots estão cobertos com células de tecido cardíaco, o que lhes permite moverem-se por contração. Este avanço tecnológico abre a possibilidade de, no futuro, estes robots contribuírem para o diagnóstico e tratamento de uma vasta gama de doenças.

Gesso

Os materiais de gesso são tão comuns na impressão 3D como o papel, o acrílico ou o plástico. Embora os modelos feitos de gesso possam não ser excecionalmente duráveis, o baixo custo de produção mais do que compensa esse facto. Os produtos de gesso são normalmente utilizados no desenvolvimento de projectos de apresentação.

Fibra de madeira

A fibra de madeira é uma substância revolucionária que foi conceptualizada pelo famoso inventor Kai Parti. Este material notável combina fibras sintéticas com elementos de madeira natural, resultando num produto que tem uma semelhança impressionante com o polilactido em termos das suas características. Os artigos fabricados com esta fibra inovadora exibem a beleza intemporal do carvalho natural ou da bétula, mas possuem uma resistência superior e uma durabilidade inigualável.

CRUCIAL: Atualmente, a fibra de madeira só tem aplicação nas impressoras RepRap.

Gelo

Também é possível produzir esculturas de gelo extraordinariamente belas utilizando impressoras 3D. Desde que dois cientistas canadianos fizeram avanços significativos em 2006, tornou-se evidente que os consumíveis para a impressão volumétrica não têm de se limitar apenas ao acrílico e ao papel. Combinando água e éter metílico a temperaturas inferiores a 22 graus Celsius, é possível transformá-los em pequenos objectos, ainda que não sejam particularmente resistentes ou robustos.

Pó metálico

Graças à utilização de pó metálico, é agora possível fabricar artigos com uma durabilidade excecional – componentes e peças de substituição para máquinas e aparelhos electrónicos, e até jóias, são fabricados através de metais preciosos leves e suas misturas, por exemplo, cobre, alumínio, ouro e prata.

NOTA: Os artigos fabricados com este pó específico possuem uma elevada condutividade térmica intrínseca. Para contrariar este facto, são incorporadas pastilhas de cerâmica.

Nylon

O nylon é normalmente utilizado em modelação volumétrica devido à sua caraterística de ser macio e elástico.

NOTA: O nylon tem vários inconvenientes, como a sua potencial toxicidade.

Policaprolactona

A policaprolactona é amplamente reconhecida como uma escolha de topo entre os materiais de fabrico de aditivos. Tem excelentes propriedades de fusão a baixas temperaturas, capacidades de solidificação rápida e é biodegradável e não tóxico.

Policarbonato (PC)

O policarbonato, um tipo de plástico que mantém as suas qualidades e atributos mesmo a temperaturas variáveis, é normalmente utilizado na construção de protótipos duradouros.

Polilactida (PLA)

O polilactido é amplamente considerado como a substância mais segura e ecologicamente sustentável. É derivado de silagem de beterraba e de milho, bem como de biomassa. No entanto, o polilactido tem alguns inconvenientes, nomeadamente a sua vida útil relativamente curta e a sua tendência para se biodegradar quando exposto ao calor e à luz.

Polipropileno (PP)

O polipropileno é amplamente reconhecido como o material plástico mais leve atualmente conhecido à escala mundial. Apresenta uma excelente resistência à abrasão, embora com um ponto de fusão relativamente baixo. Além disso, sofre transformações estruturais quando exposto a temperaturas frias e é também vulnerável à oxidação.

Polifenilsulfona (PPSU)

A sulfona de polifenileno, que tem um aspeto semelhante ao vidro normal, possui uma resistência significativamente superior à do polipropileno. Originário da indústria aeronáutica, foi identificado como o material mais adequado para a conceção de artigos com uma resistência ao calor e dureza excepcionais no domínio da modelação 3D.

Polietileno de baixa pressão (PEAD)

O polietileno pode ser encontrado em vários aspectos da vida quotidiana. É normalmente utilizado na produção de recipientes de plástico para bebidas, películas e recipientes para embalagens, tubos de PVC, entre outros. Além disso, destaca-se no domínio da impressão 3D, uma vez que é compatível com todas as tecnologias existentes.

Chocolate

As impressoras 3D especializadas na criação de esculturas de chocolate estão a tornar-se rapidamente uma ferramenta essencial para qualquer confeitaria. Estas máquinas inovadoras permitem a produção de criações doces complexas, permitindo possibilidades ilimitadas. O processo envolve a colocação cuidadosa de uma camada de chocolate sobre outra, que rapidamente solidifica num ambiente refrigerado.

Outros materiais

No mundo, existe uma grande variedade de impressoras 3D que utilizam uma variedade de materiais não convencionais para o seu funcionamento. Estes materiais incluem máquinas movidas a cal, géneros alimentícios e até organismos vivos. Resta saber se estas inovações vão atingir uma popularidade generalizada e obter uma procura significativa.