O guia definitivo para a impressão 3D por fusão a jato

À medida que o mundo avança para a sua era mais tecnológica, a inovação surgiu em todos os sectores, como é o caso das tecnologias de impressão. Atualmente, com a ajuda da impressão 3D, podemos obter um design complexo com um custo mínimo. Uma das técnicas que utilizamos na impressão 3D é a fusão multijacto. Multi Jet Fusion é a nova tecnologia de impressão 3D que oferece mais possibilidades de criar peças e partes finais complexas e de baixo custo. O nome desta tecnologia deve-se às cabeças multijacto de tinta que realizam a impressão processo. O processo multijacto é utilizado pelas indústrias tanto para a criação de protótipos como para o fabrico.

Embora este método seja muito procurado, se quiser saber porque é que é uma inovação revolucionária e como é que o pode ajudar, este artigo dará uma breve visão geral de como funciona o Multi Jet Fusion, que material utiliza o Multi Jet Fusion e as suas vantagens e aplicações.

O que é a impressão 3D Multi Jet Fusion?

Desde protótipos a múltiplas peças de utilização final, o Multi Jet Fusion é eficiente na produção de grandes quantidades e altamente detalhadas de uma só vez. Este processo ajuda diferentes indústrias a criar produtos e protótipos que permitem que o seu ciclo de vida empresarial decorra sem problemas. Também ajuda no fabrico de artigos domésticos que facilitam a vida quotidiana. Produz material de superfície lisa diretamente da impressora, que necessita de um mínimo de acabamento pós-produção.

O Multi Jet Fusion é exemplar para caixas não cosméticas, conectores, clipes de cablagem, coberturas e peças ocultas como condutas. Esta prática é utilizada para produzir peças com pormenores finos e pequenas complexidades com designs complexos, como dobradiças vivas e pequenos orifícios. Isto ajuda as empresas a produzir protótipos e pequenas séries de produtos finais num curto espaço de tempo. O processo Multi Jet Fusion é um processo multifacetado utilizado por uma vasta gama de indústrias. Os sectores da saúde, da eletrónica de consumo e automóvel utilizam regularmente o MJF para realizar o processo. Algumas aplicações comuns do Multi Jet Fusion são próteses, moldes dentários, moldes de componentes automóveis e caixas de câmaras aeroespaciais.

Embora seja uma tecnologia relativamente nova, gerou um enorme impacto e trouxe uma revolução nas indústrias. Se procura uma personalização em massa, deve começar a considerar o Multi Jet Fusion pela sua personalização inteligente e propriedades detalhadas para criar formas complexas num curto espaço de tempo.

Fabrico aditivo VS Fabrico subtrativo

O fabrico aditivo é utilizado para adicionar material camada a camada, enquanto o fabrico subtrativo remove material para criar peças. Embora estes processos sejam fundamentalmente diferentes, são frequentemente utilizados lado a lado devido à sua gama de aplicações que se sobrepõem.

Fabrico aditivo

Este processo é utilizado para adicionar uma camada de material para criar uma peça. É utilizado por uma vasta gama de aplicações de engenharia e fabrico, incluindo a criação de padrões de fundição, prototipagem e fabrico de ferramentas. Ajuda as empresas a criar o fabrico personalizado de peças finais. As impressoras 3D no fabrico aditivo oferecem materiais que podem ser utilizados para a criação de protótipos funcionais de diferentes peças de plástico.

Fabrico subtrativo

O fabrico subtrativo ajuda a remover material de blocos sólidos, sacos de plástico e metais que são moldados por remoção de material. Estes procedimentos são efectuados manualmente ou com a ajuda de controlo numérico computorizado (CNC). É possível maquinar uma variedade de superfícies através do processo subtrativo, tais como superfícies escalonadas, lisas e mosqueadas. Geralmente, é mais caro do que o fabrico aditivo.

Como é que funciona?

Máquinas

A fusão a jato múltiplo utiliza jactos de tinta para fundir seletivamente e, em seguida, o agente de pormenorização no leito de nylon em pó é projetado em torno do material para melhorar a resolução. Depois disso, as lâmpadas movem-se sobre a superfície do leito de pó, o material jactado funde o calor e distribui-o uniformemente. Quando este processo está terminado, a peça em pó é movida para uma estação com encapsulamento para remover o excesso de pó com a ajuda de um vácuo integrado.

Quando o excesso de pó é removido, as peças são jactadas para perder qualquer pó restante antes de enviar o material para o departamento de acabamento. As máquinas de impressão 3D Multi Jet Fusion têm peças de construção intercambiáveis que podem ser transferidas de volta para as impressoras 3D e diferentes peças de pós-processamento para acelerar o arrefecimento e a remoção do pó. Este sistema permite que a impressora e as unidades de pós-processamento funcionem continuamente para construir unidades rapidamente.

Diretor de Obra

A Multi Jet Fusion é uma nova tecnologia de impressão 3D de ponta baseada em pó. A Multi Jet Fusion gera objectos 3D precisos de alta resolução com elevada qualidade de superfície e baixa porosidade.

O Multi Jet Fusion utiliza um processo de impressão 3D que é um método aditivo por natureza. Este processo utiliza gotículas de agente aglutinante e de pormenorização sobre a camada de pó de polímero numa cama pré-aquecida e, em seguida, passa por um processo diferente, como o tratamento de luz infravermelha e o efeito de arrefecimento, para obter um rebordo nítido. Quando este processo está terminado, a peça de construção (todo o leito de energia juntamente com as peças encapsuladas) é removida e colocada para arrefecimento na unidade de pós-processamento.

A estrutura de suporte do pó cresce, dando-lhe uma grande liberdade de conceção e tornando o processo global rápido. O Multi Jet Fusion pode funcionar quase continuamente se as unidades de construção forem removidas para o pós-processamento à medida que cada unidade é concluída. O pó pode ser reciclado carregando-o de volta para a unidade de construção a partir do pós-processamento. O Multi Jet Fusion é compatível com nylon HR PA 12, HR PA 12 GB (nylon reforçado com contas de vidro) e HR PA 11.

Como realizar a impressão 3D por fusão a jato

A fusão a jato múltiplo pertence à família da fusão em leito de pó e não utiliza laser como a SLS. No entanto, utiliza material PA 12 como a sinterização selectiva por laser. O processo Multi Jet Fusion assemelha-se ao jato de aglutinante, na medida em que o material seletivo se funde.

Etapa 1: A primeira etapa começa com a dispersão de partículas de pó de polímero uniformemente pré-aquecidas no leito de pó.

Passo 2: Em seguida, o segundo passo envolve dois tipos diferentes de agentes, um de fusão e outro de pormenorização. A impressora ejecta partículas de fusão seletivamente sobre o pó, onde as partículas têm de ser fundidas com a ajuda de um agente de fusão. Depois disso, o agente de pormenorização evita a sinterização e deposita-se à volta do objeto para criar detalhes finos e superfícies lisas.

Passo 3: Neste passo, a fonte de energia, como a luz infravermelha, passa sobre o material de construção para provocar a fusão do material e formar a camada completa. Assim, o rendimento da produção é aumentado.

Etapa 4: Uma vez concluída a etapa anterior, o pó é novamente distribuído sobre o material acabado e o processo é repetido até que a peça funcional completa seja formada.

Etapa 5: Quando a peça final estiver concluída, ainda está coberta de pó solto, que deve ser removido. Também se pode jatear e tingir de preto a peça acabada para obter um objeto esteticamente agradável.

3 Métodos comuns utilizados para a impressão 3D

Fusão de múltiplos jactos (MJF)

O Multi Jet Fusion (MJF) é o método de prototipagem de plástico mais rápido utilizado nas indústrias. É perfeito tanto para principiantes como para profissionais experientes. Os industriais utilizam a tecnologia Multi Jet Fusion para acelerar o tempo de construção e reduzir os custos de produção. O processo camada a camada da tecnologia Multi Jet Fusion torna-a mais rápida em comparação com o método de impressão 3D ponto a ponto. Independentemente da complexidade do material, cada camada demora o mesmo tempo a fundir-se.

Com este processo, é possível encaixar peças tanto na vertical como na horizontal. A impressão 3D por fusão a jato múltiplo não requer qualquer investimento em ferramentas e exige um volume mínimo, o que a torna a melhor opção entre outros métodos.

Estereolitografia (SLA)

Estereolitografia (SLA) é o primeiro método de impressão 3D do mundo. Pertence à família do fabrico aditivo. A SLA utiliza o método de impressão 3D denominado Polimerização IVA, no qual a goma de fotopolímero é especificamente restaurada pela fonte de luz. A SLA pode produzir peças com um elevado nível de pormenor, tolerâncias apertadas e acabamentos de superfície suaves.

A SLA produz acabamentos de superfície de qualidade que não só têm um aspeto agradável como também podem ajudar na função da peça. Os fabricantes de materiais utilizam a SLA para peças que requerem caraterísticas pequenas e complexas como moldagem por injeção tais como componentes de estilo automóvel, padrões principais e conjuntos de encaixe. É largamente utilizado na indústria médica e é comummente utilizado em modelos anatómicos e microfluídicos.

Sinterização selectiva por laser (SLS)

Uma das tecnologias utilizadas atualmente na impressão 3D é Sinterização selectiva por laser (SLS). É também uma tecnologia de fabrico aditivo. Na SLS, pequenas partículas de plástico, vidro ou cerâmica são fundidas pelo calor com a ajuda de um laser de alta potência para as transformar num material sólido e tridimensional.

Neste método, é utilizado um ficheiro CAD (computer-aided), tal como em todos os processos de impressão 3D. O ficheiro CAD é convertido para o formato .STL para transmitir as instruções à máquina. Novos avanços em máquinas, software e materiais tornaram a SLS acessível a uma vasta gama de indústrias. Isto permitiu que cada vez mais indústrias utilizassem este método, anteriormente limitado a algumas indústrias de alta tecnologia.

Materiais de impressão Multi Jet Fusion 3D

Nylon PA 11 e vantagens

O Nylon PA 11 é um pó de origem biológica que possui uma resistência invulgarmente elevada. Este material oferece uma elevada ductilidade e tem um forte impacto em todas as aplicações.

Benefícios

• Devido à sua morfologia cristalina, oferece mais propriedades mecânicas em comparação com a PA12
• Utiliza menos recursos renováveis durante a produção
• Tem uma boa elasticidade e uma elevada resistência à abrasão
• É mais utilizado na produção do que na prototipagem
• É um fabrico aditivo durável e amigo do ambiente

Nylon PA 12 e vantagens

As peças impressas em 3D com este material quando saem da máquina de impressão têm uma cor cinzenta que não é tingida. Esta propriedade torna-o mais económico.

Benefícios

• O nylon PA 12 tem uma elevada resistência ao impacto.
• É altamente processável e resistente ao calor.
• O nylon PA 12 amortece o ruído e as vibrações.
• O nylon PA 12 é mais resistente a riscos e a raios U.V. ligeiros e estabilizado contra as intempéries.

O polipropileno e as suas vantagens

É o segundo plástico mais produzido no mundo. O polipropileno é considerado o aço do plástico devido à sua versatilidade. É flexível e pode ser modificado consoante a aplicação.

Benefícios

• É um material relativamente barato em comparação com outros materiais.
• É muito resistente à humidade e tem um baixo coeficiente de atrito.
• É mais facilmente reparado quando danificado.
• O polipropileno tem uma boa resistência química para uma vasta gama de ácidos e bases.

Aspectos técnicos da MJF

Se não tem experiência neste domínio, não se preocupe. Ajudá-lo-emos a obter os melhores resultados de impressão 3D Multi Jet Fusion. Abaixo estão mencionados alguns aspectos técnicos que deve considerar antes de utilizar a impressora MJF 3d.

• Limitação de tamanho: Quando projecta algo utilizando a impressão 3D, tenha sempre em mente a limitação física dessa máquina. A impressão 3D da MJF funciona com uma peça com um volume máximo de 250x250x250 mm. Se precisar de uma peça maior do que isso, terá de imprimir diferentes peças e montá-las mais tarde.
• Espessura mínima: No caso da tecnologia Multi Jet Fusion, a espessura mínima da parede é de 0,6 mm. Se a espessura da parede do seu objeto for inferior a este valor, pode adicionar um suporte. Para obter maior rigidez, pode optar por uma espessura de parede de 2 mm.
• Gravação e profundidade mínimas: Pode gravar o seu desenho 3D. Mas, se as gravações forem demasiado detalhadas, podem não aparecer devido ao pó que não pode ser limpo. Por isso, recomendamos que, durante a conceção, mantenha o limite de profundidade de 0,2 mm e, se pretender texto extra, faça com que a altura e a largura da peça sejam de 0,4 mm.

Vantagens da impressão 3D por fusão a jato múltiplo

O processo de impressão Multi Jet Fusion 3D é utilizado pela maioria das indústrias para as ajudar a criar diferentes produtos e protótipos de plástico. Abaixo são mencionadas algumas vantagens da Multi Jet Fusion.

• Custo barato por unidade: O Multi Jet Fusion tem o custo mais barato por peça em comparação com outros processos de fabrico 3D.
• Amigo do ambiente: A MJF é auxiliada pelo processo que suga o excesso de material para reutilizar na impressora e também limpar as impressões. Isto significa menos plástico e menos danos ambientais.
• Produção a alta velocidade: Este processo tem o prazo de entrega mais curto, o que significa uma produção a alta velocidade que proporciona uma solução mais económica com o menor custo.
• Capacidade de cor: Em comparação com o método SLS, que pode imprimir poucos blocos de cores, o Multi Jet Fusion oferece uma vasta gama de cores que elimina a necessidade de tingimento.
• Alta qualidade e superfície lisa: A impressão MJF cria superfícies de alta qualidade com arestas nítidas, pelo que as peças acabadas processadas com MJF têm um aspeto mais suave.

Aplicações da impressão 3D por fusão a jato múltiplo

A Multi Jet Fusion produz protótipos resistentes à mecânica e funcionais num prazo muito curto, o que constitui a grande força da MJF. Abaixo são mencionadas as aplicações do MJF.

• Alta resolução: Possui uma qualidade de componente extremamente elevada com 1200 dbi no eixo XY, podendo produzir peças ao nível da moldagem por injeção. Por segundo, são aplicadas 30 milhões de gotas de fluido aglutinante em toda a superfície, que penetram completamente nos objectos e se fundem de forma homogénea.
• Produção de baixo volume: A impressão Multi Jet Fusion 3D é o verdadeiro concorrente quando se trata de produção de baixo volume. Este processo é especializado em pormenores pequenos e intrincados, como peças delicadas de tubos e caixas.
• Competir com a moldagem por injeção: A MJF é a primeira tecnologia de impressão 3D considerada como concorrente próxima da moldagem por injeção. No entanto, pode competir com a moldagem por injeção em grandes produções, mas em pequenos volumes de produção, pode ser considerada uma verdadeira alternativa.

Porquê utilizar a impressão 3D Multi Jet Fusion?

As indústrias actuais necessitam de protótipos e peças de alta resolução e qualidade. A MJF oferece propriedades mecânicas e funcionais optimizadas com consistência. As impressoras Multi Jet Fusion 3D são capazes de acelerar a velocidade no que diz respeito à tecnologia de aditivos à base de pó. Também produz peças mecânicas melhoradas com uma superfície melhorada em comparação com outras impressoras 3D, como a sinterização selectiva a laser (SLS) e a estereolitografia (SLA).

A MJF tem o potencial de produzir protótipos de nylon e peças de produção acabadas num dia. Este processo requer uma menor quantidade de intervenção humana devido à sua elevada automatização do processo e do pós-processo. Este processo tem um nível fenomenal de precisão e repetibilidade.

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Conclusão

Discutimos exaustivamente o que é a fusão a jato múltiplo e que tipo de material e natureza de trabalho implica para criar protótipos e peças de produção final. Depois de uma breve introdução à fusão multijacto, pode agora avaliar os prós e os contras da FJM. Este artigo ajuda-o a tomar uma decisão informada sobre as aplicações de fusão multijacto que vai utilizar no seu fabrico.

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