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Impressão 3D: o que é, matérias-primas e impressoras

Atualizado em 13/03/24 - Escrito por João Pedro na(s) categoria(s): Produção

Impressão 3D é um tipo de fabricação de objetos em três dimensões a partir de arquivos digitais. É possível usar diversas matérias-primas, fabricar objetos muito diferentes e trabalhar com precisão e escalas comerciais ou industriais.

Essa tecnologia ainda demanda um investimento grande tanto para se ter em casa quanto em uma fábrica. No entanto, com o tempo está ficando cada vez mais econômica. As empresas que se adiantarem e entrarem neste mundo agora estarão alguns passos à frente do mercado.

Só não saia comprando suas máquinas para ontem. É preciso entender como a impressão 3D funciona, os tipos, materiais etc para saber se faz sentido para sua realidade atual. O primeiro passo é adquirir conhecimento através de matérias como a que escrevi abaixo.

Boa leitura!

Confira os tópicos:

O que é impressão 3d?
História da impressão 3D
Como funciona essa impressora?
Que tipo de matérias-primas posso usar em uma impressora 3D?
Quais os tipos de impressora 3D?
O que eu posso fabricar com uma impressora 3D?
Como funciona a impressão 3D na indústria?
Controle de PCP integrado à impressão 3D
Custos da impressão 3D
Aprenda mais sobre tecnologia industrial

Impressão 3D: o que é, matérias-primas e impressoras

O que é impressão 3d?

Impressão 3D é um tipo de tecnologia de fabricação que imprime modelos tridimensionais com a matéria-prima disponibilizada e seguindo um modelo 3D digital, sem necessidade de moldes.

A precisão, a qualidade e a agilidade da produção dependerão da máquina utilizada, visto que esse processo ainda está em pleno avanço e que podemos contar com diversas escalas e formas de trabalho.

Os materiais a serem utilizados em uma impressão 3D variam também. Resina, plástico e metal estão entre os mais comuns. É importante ressaltar que a impressão 3D se refere ao processo, não ao material em si.

Conforme a tecnologia avança, mais matérias-primas podem ser utilizadas. Um bom exemplo é a Moodles, empresa chinesa que faz massas variadas (macarrão, taco etc) com impressora 3D. Veja esta matéria de exemplo (em inglês):

https://www.alizila.com/video/a-recipe-for-health-eating-in-china-goes-high-tech-with-3d-printed-food/

História da impressão 3D

A impressão 3D está mais popular e avançada atualmente, mas um dos registros mais antigos que temos dessa tecnologia é em 1984. Se trata da máquina de estereolitografia inventada por Chuck Hull.

Em 1989, Scott Crump desenvolveu uma das primeiras versões comerciais. Sua máquina fazia impressões de depósito por fusão.

Foi em 2014 que as impressoras 3D começaram a se tornar mais rápidas e flexíveis, graças à tecnologia desenvolvida por empresas como Carbon3D Inc., que permite objetos crescerem a partir de um meio líquido de forma contínua, em vez de serem construídos camada por camada. Desde então, a técnica não parou de evoluir e já podemos ver impressão 3D nos setores de joalheria, de calçados, automotivo, aeroespacial, entre outros.

Como funciona essa impressora?

O funcionamento de uma impressora 3D dependerá de vários fatores. Fabricante, modelo, tecnologia, matéria-prima, objeto a ser fabricado. Mas, basicamente, a impressora lê o arquivo original e usa material líquido para desenhar o que foi pedido, solidificando conforme ele é exposto ao ar ou à luz.

Para mostrar na prática, trouxemos este vídeo do Iberê Tenório, do Manual do Mundo:

Que tipo de matérias-primas posso usar em uma impressora 3D?

Os tipos de matéria-prima são diversos, limitados ao interesse de quem desenvolve as máquinas e às propriedades físicas desses mesmos materiais. Entre exemplos básicos, há resina, metal, polímeros em geral, mas também já é possível encontrar impressoras 3D de alimentos, como carnes e massas.

Quais os tipos de impressora 3D?

Os tipos de impressora 3D variam conforme escala, matéria-prima, capacidade, método de funcionamento, tecnologia, entre outros. Trouxemos alguns dos principais para você conferir na lista abaixo:

Estereolitografia (SLA) – Essa tecnologia, que já mencionamos como precursora da impressão 3D, evoluiu para produzir peças com alto nível de detalhamento, além de acabamentos suaves na superfície. Essa técnica é amplamente utilizada na indústria médica, sendo aplicada em modelos anatômicos e microfluídicos;
Processamento Digital de Luz (DLP) – Esse tipo de impressão 3D é semelhante à estereolitografia, pois também faz a cura de resina líquida com o uso de luz ultra violeta. A diferença entre os dois está na forma de aplicação dessa luz. O tipo de impressão 3D DLP utiliza um projetor DLP e o SLA utiliza uma tela LCD;
Polyjet – Trata-se de um processo que utiliza plástico como matérias-primas que pode imprimir peças variadas em cores e materiais, sendo ideal para prototipar produtos elastoméricos, assim como borrachas de silicone e sobremoldagem;
Derretimento de feixe de elétrons (EBM) – A tecnologia de impressão 3D de derretimento de feixe de elétrons serve utiliza feixes de elétrons para trabalhar metais, oferecendo estabilidade mecânica, densidade de peça, e velocidade de impressão altas;
Sinterização seletiva a laser (SLS) – O SLS trabalha com peças de material termoplástico real com boa durabilidade, derretendo materiais a base de nylon em plástico sólido, oferecendo peças bem fortes, apesar de uma superfície áspera;
Derretimento seletivo a laser (SLM) – A SLM utiliza lasers como energia de sinterização e pode produzir ligas de vários tipos de metais. É capaz de trabalhar com ligas de titânio, alumínio, aço inoxidável etc. Possui alta precisão industrial e serve para estruturas e padrões geométricos de alta complexidade;
Modelagem de Deposição Fundida (FDM) – A tecnologia chamada FDM é o tipo de menor custo e maior popularidade, sendo uma ótima porta de entrada para esse novo mundo da impressão. Esse tipo de impressão cria peças camada por camada, usando padrões tridimensionais com uma espécie de cola quente de altíssima precisão;
Multi Jet Fusion (MJF) – Esse tipo de impressão 3D imprime peças de alta densidade e baixa porosidade utilizando camadas de pó finas, produzindo superfícies lisas que dispensam acabamento;
Sinterização a laser de metal direto (DMLS) – Por fim, essa tecnologia de impressão 3D também trabalha metal. DMLS usa laser de metal direto para fazer a sinterização e construir objetos de quase qualquer liga, não se restringindo a polímeros ou outros tipos de material.

O que eu posso fabricar com uma impressora 3D?

A variedade de produtos que podem ser fabricados com uma impressora 3D expande a cada momento. Se eu te der uma relação completa agora, amanhã poderemos receber notícias de que há mais itens para colocar nessa lista. No entanto, até hoje, a tecnologia já atingiu muitos feitos.

Peças de plástico e metal no geral são o mais comum. Elas podem estar em escalas menores, como decoração, ou fabricar grandes peças de aeronaves. É possível ainda produzir até alimentos e órgãos humanos sintéticos.

foto de brinquedo feito com impressão 3D

Como funciona a impressão 3D na indústria?

Este é o resumo objetivo da impressão 3D em ambiente industrial: máquinas maiores para produzir mais e melhor. No entanto, tem uma informação que merece mais destaque do que as máquinas e o funcionamento delas em ambiente de fábricas.

Considerando os investimentos de recursos que essa tecnologia pede, é importante ter uma gestão de PCP rigorosa para não haver desperdício de materiais ou desgaste das máquinas – que são o maior custo da impressão 3D.

Nos tópicos a seguir, falarei sobre como fazer a gestão com eficiência de uma indústria que utiliza a tecnologia de impressão 3D, assim como os custos envolvidos na compra de máquinas e uso de matéria-prima.

Controle de PCP integrado à impressão 3D

É possível aumentar em muito a produtividade da área de Projetos/Engenharia de uma indústria de impressão 3D ao integrar uma plataforma CAD a um sistema integrado.

Dessa forma, o trabalho dos projetistas e engenheiros estarão sempre em sintonia com os dados e operações realizados através do seu ERP Industrial, que é uma ferramenta que conecta os diversos setores da sua fábrica para uma gestão centralizada, integrada e inteligente a partir de uma só tela.

Se você fizer as escolhas certas para sua plataforma CAD e seu ERP Industrial, ao integrá-los você terá vantagens como:

Adequação total ao Bloco K
Exportação da estrutura do produto e seu processo de fabricação;
Não há necessidade de decorar códigos de materiais
Padronização de nomenclaturas
Possibilidade de geração automática do código de produto
Redução de digitação
Redução de equívocos de digitação

Esse é o resultado da integração da Cubus Soluções ao Nomus ERP Industrial, duas plataformas de ponta em suas respectivas funções. Saiba mais sobre a integração neste link ou no vídeo abaixo:

Ficou com dúvidas? Fale com um especialista Nomus para saber mais sobre como essa integração vai expandir os limites da sua indústria:

Falar com um especialista Nomus.

Custos da impressão 3D

Os custos da impressão 3D podem ser baixíssimos ou altíssimos. Depende do que você quer fazer, do material, da escala (comercial x industrial), da precisão etc. No entanto, é bom observar que a matéria-prima em si costuma ser o menor custo – o que pede investimento mesmo são as máquinas.

A exemplo, trouxemos este corte do Fork Podcast que fala sobre impressão industrial e quanto custou fazer um copo de titânio. Preste atenção na diferença do custo apenas do material em comparação com o processo completo:

Aprenda mais sobre tecnologia industrial

A tecnologia industrial está sempre avançando, mas não importa onde ela chegue, as raízes estão nos conhecimentos básicos. Por isso, o estudo de gestão industrial envolve dominar os fundamentos e se manter atento a novidades. E este blog é uma boa fonte para ambas categorias de informações.

Eu, meus colegas e convidados publicamos regularmente artigos a respeito de diversos assuntos de interesse industrial. Processos de produção, máquinas, tecnologias (novas e antigas), gestão financeira, gestão de RH etc.

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