Acabamento superficial em impressão 3D: 9 métodos para alisar peças impressas em 3D

Se já alguma vez imprimiu uma peça em 3D, provavelmente notou logo algo, como algumas saliências na superfície ou linhas de camada visíveis.

É aqui que o acabamento superficial em impressão 3D se torna importante. Este artigo aborda os 9 métodos para alisar peças impressas em 3D.

O que é o acabamento superficial em impressão 3D?

Mesmo que uma superfície pareça lisa, se a observar ao microscópio verá pequenas saliências e depressões. A isto chama-se rugosidade.

Profundidade de rugosidade individual:A altura entre a saliência mais alta e a depressão mais profunda.

Profundidade média de rugosidade: A média de cinco medições individuais.

Valor de rugosidade central (Ra):A altura média das saliências e depressões em toda a área.

Em impressão 3D, utiliza-se normalmente o Ra (em micrómetros) para comparar a lisura da superfície. Um Ra mais baixo significa uma superfície mais lisa. O acabamento superficial em impressão 3D é o quão lisa ou rugosa é a parte exterior de um objeto impresso. Se a superfície for realmente lisa, chama-se acabamento fino. Se for rugosa ou irregular, é um acabamento deficiente.

Normalmente, a peça necessita de mais trabalho após a impressão, o que se designa por pós-processamento. Isto ajuda a melhorar o toque e o aspeto da superfície.

A impressão 3D fabrica peças adicionando camadas umas sobre as outras. Por isso, a superfície pode apresentar pequenas cristas e linhas. Para a tornar lisa, é necessário remover ou reduzir essas linhas com cuidado, sem danificar a peça.

Porque é importante o acabamento em impressão 3D?

O acabamento das peças impressas em 3D é importante por várias razões. Algumas delas são:

Para a estética

Uma superfície lisa ou polida faz com que a peça tenha melhor aspeto. Pode controlar o nível de brilho, lisura ou rugosidade e até melhorar a cor e a textura.

Para resistência e proteção

O acabamento pode tornar a peça mais resistente ou mais resistente a fatores como ferrugem, calor ou desgaste. Por exemplo, as peças metálicas podem ser revestidas para não corroerem ou para conduzirem eletricidade.

Para a funcionalidade

Algumas peças necessitam de uma determinada textura superficial para funcionarem corretamente. Por exemplo, duas peças que se encaixam firmemente precisam de uma superfície lisa. Mas noutros casos, uma superfície rugosa ajuda, como quando se pretende uma melhor transferência de calor.

Para a tolerância

O acabamento ajuda a obter a dimensão exata necessária. Pode ser necessário remover um pouco de material excedente ou adicionar um pouco para que a peça encaixe na perfeição.

O que afeta o acabamento superficial em impressão 3D?

Se pretende um bom acabamento superficial, precisa de compreender o que ajustar. Eis o que deve ter em atenção:

Tipo de impressão 3D

Diferentes métodos de impressão 3D proporcionam diferentes acabamentos superficiais. Se utilizar FDM, a impressão pode parecer rugosa ou apresentar linhas, porque é construída camada a camada. Se utilizar SLS, a superfície pode parecer granulada, uma vez que é feita a partir de pó.

O material com que imprime

Nem todos os materiais funcionam da mesma forma. Alguns proporcionam um acabamento mais liso e outros podem parecer rugosos devido à sua textura ou à forma como reagem ao processo de impressão.

Definições da impressora

A forma como configura a impressora tem um grande impacto no acabamento superficial. Camadas mais finas proporcionam uma superfície lisa. A velocidade de impressão, a cura e as definições de preenchimento também alteram o aspeto e o toque da impressão.

A qualidade da impressora

A qualidade e o estado da impressora são muito importantes. As impressoras mais económicas normalmente não proporcionam acabamentos lisos. Se a impressora for antiga ou não tiver manutenção, pode perder precisão.

Como medir o acabamento superficial em impressão 3D?

Para medir o acabamento superficial de uma peça impressa em 3D, utiliza-se uma ferramenta chamada perfilómetro. É um dispositivo muito sensível com uma ponta minúscula e afiada, chamada palpador, que se desloca sobre a superfície da impressão.

À medida que se desloca, a ponta acompanha cada pequena saliência e depressão da superfície. Regista essa forma e, em seguida, a máquina utiliza esses dados para calcular a rugosidade da superfície, obtendo-se assim o valor do acabamento superficial.

A forma mais comum de descrever esta rugosidade é através de um número designado por valor Ra. Como referido anteriormente, este número representa apenas a altura média de todos os pequenos picos e vales registados pelo apalpador.

Métodos comuns para melhorar o acabamento de peças impressas em 3D

Agora, vamos analisar algumas das melhores formas de melhorar o acabamento das suas peças impressas em 3D. Consulte os detalhes abaixo.

Lixamento

O lixamento é o método mais popular e mais simples. Basta passar lixa na peça para tornar a superfície mais lisa. Remove irregularidades, arestas vivas e pequenas saliências por desgaste.

É simples, económico e funciona bem com a maioria dos materiais de impressão 3D. A lixa existe em diferentes granulometrias ou níveis de rugosidade. Comece com lixa grossa para remover as partes rugosas e depois use lixa mais fina para tornar a superfície mais lisa.

Mas tenha cuidado para não lixar demasiado, ou poderá danificar a peça. O lixamento também demora tempo, pelo que não é ideal se precisar de acabar muitas peças rapidamente.

A superfície final ficará mate. Se quiser um acabamento ainda mais liso, pode polir ou aplicar tinta ou revestimento posteriormente.

Maquinagem/Retificação

Embora a impressão 3D e a usinagem CNC pareçam tecnologias totalmente diferentes, na verdade podem funcionar bem em conjunto. Pode recorrer à maquinagem ou à retificação para melhorar a peça depois de impressa.

Isto é excelente quando precisa de superfícies muito lisas ou dimensões precisas. A maquinagem funciona muito bem em zonas pequenas ou de difícil acesso, como o interior de furos ou áreas curvas.

Também funciona com a maioria dos materiais de impressão 3D, quer imprima em plástico ou em metal.

Galvanoplastia

A galvanoplastia, também designada por eletrodeposição, consiste em adicionar uma fina camada de metal à sua peça impressa em 3D através de eletricidade.

É um excelente método de acabamento tanto para peças de plástico como de metal. Se a sua peça for de plástico, a galvanoplastia torna-a mais forte, mais durável e capaz de suportar temperaturas mais elevadas.

No que diz respeito ao acabamento superficial de impressão 3D em metal, a galvanoplastia pode protegê-lo contra a ferrugem, melhorar a condutividade elétrica e até facilitar a soldadura.

A galvanoplastia não serve apenas para reforçar a peça, também melhora o seu aspeto. Pode utilizar metais brilhantes como ouro, prata ou crómio para dar à sua peça um aspeto sofisticado e polido.

Jato de esferas

O jato de esferas é outra forma comum de alisar as suas peças impressas em 3D. Funciona projetando pequenas esferas de plástico ou vidro contra a superfície da peça. As esferas atingem a superfície e ajudam a nivelar quaisquer irregularidades.

É mais rápido do que o lixamento e consegue alcançar zonas pequenas ou de difícil acesso a que a lixa não chega, como cantos interiores ou furos.

Normalmente, começa-se com baixa pressão para ver quanto material está a ser removido. Se tudo parecer bem, pode aumentar lentamente a pressão para obter os melhores resultados.

Mas tenha cuidado: demasiada pressão pode danificar a peça ou remover demasiado material.

Existem também outras técnicas semelhantes, como o jato de areia, o shot peening e o jato de água, que funcionam de forma semelhante com pequenas diferenças.

Polimento químico por vapor / Alisamento por vapor

O alisamento por vapor é diferente dos outros métodos porque não esfrega nem remove material fisicamente. Em vez disso, utiliza um vapor químico, como o FA 326, dentro de uma câmara selada.

Coloca as peças na câmara e o vapor derrete suavemente a superfície o suficiente para alisar as pequenas saliências e depressões. Isto cria um acabamento extremamente liso e brilhante.

Este processo não danifica a peça e funciona muito bem se pretender um aspeto polido de alta qualidade. Mas tenha em conta que custa mais do que outros métodos de acabamento.

Tamboreamento com meio abrasivo

O tamboreamento com meio abrasivo, também designado por tamboreamento ou rumbling, é um método utilizado sobretudo para peças pequenas impressas em 3D. Se as suas peças tiverem cerca de 200x200x200 mm ou menos, este método pode funcionar bem.

Coloca as suas peças impressas em 3D numa máquina de tamboreamento cheia de pequenos fragmentos cerâmicos. Quando a máquina vibra, os fragmentos cerâmicos esfregam contra as peças. Isto remove as irregularidades e torna a superfície mais lisa.

Este método é mais forte do que o jato de esferas e funciona bem para materiais como impressões MJF ou SLS. É uma boa opção se quiser alisar várias peças pequenas de uma só vez.

Pintura

A pintura é uma das formas mais simples e mais familiares de melhorar o aspeto da sua peça impressa em 3D. Tal como pintar qualquer outro objeto, ajuda a obter a cor e o acabamento desejados — mate, brilhante ou até metálico.

Antes de pintar, é boa ideia aplicar primeiro primário e massa. Estes ajudam a alisar a superfície, preenchendo pequenas falhas e zonas rugosas, para que a tinta adira melhor e o resultado fique mais limpo.

A pintura também ajuda de outra forma subtil, pois pode selar ligeiramente a superfície. Embora não seja um vedante totalmente impermeável, ajuda a reduzir a porosidade (pequenos orifícios ou falhas), que é um problema comum nas peças impressas em 3D.

Tingimento

Quando tinge uma peça impressa em 3D, a cor penetra profundamente no plástico. Já quando a pinta com spray, a cor fica apenas à superfície.

O tingimento proporciona cores mais vivas e duradouras e ajuda a evitar problemas como o descasque ou os riscos que podem ocorrer com a tinta em spray.

Como o tingimento não acrescenta espessura, não perde nenhum detalhe pequeno. Isto é realmente importante se o seu design for complexo e detalhado, e é muitas vezes por isso que escolheu a impressão 3D em primeiro lugar.

Muitas pessoas gostam de tingir as suas peças de preto, porque confere um aspeto limpo e uniforme em toda a superfície.

Que materiais são adequados para impressão 3D com elevada qualidade superficial?

Eis alguns dos materiais mais adequados para obter elevada qualidade superficial na impressão 3D:

PLA (Ácido Polilático)

Se pretende impressões 3D fáceis e lisas, use PLA. É um dos materiais mais fáceis de imprimir e proporciona uma superfície limpa e lisa logo à saída da impressora.

O PLA quase não empena, pelo que pode concentrar-se mais no design e menos nos problemas de impressão. É perfeito para imprimir modelos, decorações ou protótipos que precisam de ter bom aspeto.

ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)

O ABS pode proporcionar uma superfície razoável logo após a impressão, mas destaca-se realmente quando é alisado com acetona. Isso confere-lhe um aspeto muito brilhante e profissional.

É resistente e excelente para produzir peças que precisam de ser robustas. Se não se importar de fazer algum pós-processamento, o ABS pode dar resultados muito limpos.

PETG (Polietileno Tereftalato Glicol)

O PETG é uma boa combinação de resistência e acabamento superficial liso. Proporciona impressões brilhantes e cuidadas, com melhor detalhe do que o ABS. Também é fácil de imprimir e não empena facilmente.

ASA (Acrilonitrilo Estireno Acrilato)

O ASA é muito semelhante ao ABS, mas resiste muito melhor à luz solar e às condições atmosféricas. Obtém uma qualidade superficial semelhante e, com algum pós-processamento, pode ficar muito bonito. Se precisa de algo para uso exterior, escolha ASA.

Resina (impressão SLA/DLP)

Se pretende o melhor acabamento superficial possível, deve experimentar a impressão em resina. Utiliza resina líquida e cura-a com luz, pelo que as camadas são extremamente finas e quase invisíveis.

As suas impressões ficarão lisas e detalhadas, mesmo em peças muito pequenas. É perfeito para miniaturas, joalharia e tudo o que exija muito detalhe.

Nylon

O nylon pode parecer um pouco rugoso quando impresso com SLS, mas se imprimir com MJF ou o alisar após a impressão, pode ficar muito bom.

O nylon é resistente e, com o acabamento adequado, obtém peças limpas e com aspeto profissional. É excelente para peças funcionais que ainda precisam de ter bom aspeto.

PC (Policarbonato)

O policarbonato proporciona um acabamento brilhante e transparente, mas por vezes mostra mais as linhas de camada, porque necessita de temperaturas elevadas.

Se afinar bem a sua impressora, ainda pode obter um aspeto liso. É muito resistente e pode ser utilizado quando pretende simultaneamente robustez e um acabamento agradável.

Serviços de impressão 3D da DEK: prototipagem rápida e peças personalizadas de alta qualidade

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Conclusão

Este artigo foi elaborado para o ajudar a compreender os acabamentos superficiais da impressão 3D, e esperamos que lhe forneça informações úteis. Mas este tema é vasto e está sempre a mudar, à medida que a impressão 3D continua a evoluir.

Se tiver mais perguntas, pode sempre contactar os nossos especialistas.

Perguntas frequentes

Que método de impressão 3D proporciona o melhor acabamento superficial?

Isso depende muito do que precisa para a peça. Cada método tem as suas vantagens e desvantagens e funciona melhor para determinados tipos de produtos. Se o objetivo é apenas um bom aspeto visual, a pintura ou o revestimento são uma excelente escolha.

Mas se a sua peça tiver de desempenhar uma função específica, como conduzir eletricidade, talvez seja melhor usar um material que possa ser galvanizado.

A impressão 3D proporciona um acabamento melhor do que o CNC?

Normalmente, a usinagem CNC proporciona um acabamento mais uniforme do que a impressão 3D. Mas, se escolher a impressora e o método de acabamento certos, consegue aproximar-se bastante da uniformidade ao nível do CNC.