A impressora 3D é uma máquina da qual ouvimos falar cada vez mais no dia a dia e que está prestes a invadir a indústria tradicional, mas acima de tudo, para criar um novo tipo de indústria: a indústria colaborativa também chamada de Makers.
Então, como funciona uma impressora 3D e por que ela é tão revolucionária quanto afirmada?
- O princípio da impressão 3D
- Os principais tipos de impressão 3D
- Como uma máquina de impressão 3D é controlada?
- O processo de impressão 3D em imagens, exemplo em joias
- Os custos de uma impressora 3D
O princípio da impressão 3D
Em primeiro lugar, deve ser entendido que a impressão 3D é um processo de manufatura aditivo, ao contrário dos processos de manufatura convencionais que são subtrativos.
Um carpinteiro cria uma peça funcional de madeira removendo material de um bloco de madeira maciça. Assim como um maquinista criará uma peça de metal usinando uma peça de metal maior em volume e peso do que a peça final.
Ao contrário desses processos, a impressão 3D funciona por adição localizada de material para criar apenas a parte funcional final. Quase não há perda de matéria-prima (além dos suportes).
Concretamente, como funcionam as máquinas de impressão 3D?
Para fabricar uma peça física tridimensional, todas as máquinas possuem uma placa de suporte para imprimir a peça e um bico ou cabeça de impressão que se move em um plano para imprimir o material.
A máquina, portanto, imprime em um único plano em cada etapa e é o empilhamento desses planos que cria o volume da parte impressa.
Observação: para processos que usam luz ultravioleta ou laser, o cabeçote de impressão geralmente é estacionário.
Os principais tipos de impressão 3D
FDM
O processo mais popular é o FDM para Modelagem por Deposição Fundida, que consiste em depositar um filamento de plástico fundido no meio de impressão ou na peça a ser impressa.
Um bico que se move em um plano expulsa um filamento de plástico quente que, quando depositado fundido, se solda à camada anterior.
A maioria das impressoras 3D de consumo usa esse processo. Utilizando plásticos do tipo PLA ou ABS, permitem uma rápida prototipagem ou produção de peças funcionais para bricolagem, decoração ou modelismo.
Vídeo https://www.youtube.com/watch?v=WHO6G67GJbM
Encontre a classificação das 10 melhores impressoras FDM de 2016 neste artigo.
SLA
Esse processo está começando a chegar ao grande público com impressoras como a 1200 Project ou a Formlab que, se forem voltadas para o setor profissional, também têm preços acessíveis para pessoas físicas.
Este processo SLA para Aparelho de EstereoLitografia combina uma resina fotossensível líquida com um feixe de luz ultravioleta para solidificar a resina.
Com cada camada de impressão, a máquina expõe resina líquida aos raios ultravioleta, que então se solidifica e solda à camada anterior de resina.
Este processo é utilizado no setor odontológico e joalheiro há vários anos.
Encontre a classificação das 10 melhores impressoras SLA de 2016 neste artigo.
SLS
Este processo ainda está confinado ao setor industrial porque envolve uma implementação significativa e custos para o indivíduo.
Este processo SLS para Sinterização Seletiva a Laser usa um laser para derreter um pó que, por fusão, se soldará à camada anterior.
Essa tecnologia possibilita o trabalho tanto com cera quanto com metais, e por meio desse processo são fabricadas as primeiras peças metálicas funcionais do setor.
Vídeo https://www.youtube.com/watch?v=bgQvqVq-SQU
Como uma máquina de impressão 3D é controlada?
Ao contrário dos centros de usinagem usados na indústria, as impressoras 3D não são controladas, operam exclusivamente de forma autônoma.
A peça a ser fabricada é primeiro modelada com software CAD.
O arquivo 3D da peça é então processado por um software de "fatiamento" que cortará nossa peça em fatias, cada fatia representando uma vista de seção diferente da peça modelada.
Obviamente, quanto mais camadas de impressão houver, melhor e mais lisa será a condição da superfície da peça.
Este arquivo STL é então enviado para a impressora 3D que irá imprimir sucessivamente todas as fatias da peça para chegar ao modelo físico completo.
O processo de impressão 3D em imagens, exemplo em joias
A produção da peça pelo processo de impressão 3D começa com a modelagem computacional de um modelo.
Neste caso, é um anel modelado por software CAD. 
Foto virtual e visualizações CAD do ringue
O modelo 3D do nosso anel é salvo no formato STL antes de ser enviado para um software de interface de impressora 3D.
Este software permite posicionar a peça na chapa de impressão da máquina e configurar os suportes de impressão da peça. Você pode escolher a posição da peça na mesa de impressão e definir o número, tamanho e localização da mídia de impressão.
Visualização da nossa parte na plataforma de impressão no software de interface da impressora.
Este software de controle da impressora 3D corta o ambiente da placa de impressão (as peças e seus suportes) em fatias e as envia para a impressora 3D que as imprimirá sucessivamente.
Vista do modelo de resina impresso por impressão 3D.
A peça impressa é então destacada de seus suportes para dar continuidade ao processo de fabricação que lhe corresponde.
Vista do produto acabado feita a partir do master impresso em 3D.
Os custos de uma impressora 3D
Ao comprar uma impressora 3D, a comparação do preço da máquina não deve se limitar ao preço de compra. Essas impressoras requerem consumíveis que podem ser caros e têm custos ocultos não visíveis durante a compra.
Quanto às impressoras do tipo FDM, por exemplo, embora utilizem matérias-primas acessíveis, os cartuchos de recarga podem ser revendidos muito mais caros do que o preço de mercado pelo fabricante, o que limita a possibilidade de serem fornecidos por outro fornecedor, integrando chips eletrônicos no cartucho de acordo com com o mesmo princípio que os cartuchos de tinta das impressoras tradicionais.
Para impressoras FDM tipo 3D, lembre-se de verificar se a máquina aceita materiais de um fornecedor terceirizado e compare o preço por quilo de recargas dependendo dos modelos de impressora.
Para impressoras do tipo SLA, o custo das resinas pode variar entre 200 e 1300 euros por litro dependendo do lazer ou uso profissional dessas resinas. Aqui, novamente, alguns fabricantes forçam seus clientes a usar sua resina integrando um chip nas recargas da máquina.
Uma gráfica como a Formlab aposta em aceitar resinas de fornecedores terceirizados para construir seu sucesso (foto de origem).
Por outro lado, o formlab exige a troca regular do tanque de impressão o que gera um custo enquanto o projeto 1200, pelo uso de cartuchos intercambiáveis evita isso.
foto mostrando um cartucho de impressora de 1200 projetos com seu chip eletrônico (fonte da foto)
Agradecimentos a Nicolas Tranchant, usuário profissional de impressora 3D e gerente da joalheria Vivalatina por este artigo.
Crédito da foto em miniatura: scanrail / banco de imagens 123RF
