Impressão 3D

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Prof. Eng. Vicente Oliveira
Vicente 
Oliveira 
Engenharia
Materiais de 
Produção Industrial
Impressão 3D
• A expressão “Impressão 3D” é apenas uma expressão popular, o processo de produção se
denomina “MANUFATURA ADITIVA”
• MANUFATURA ADITIVA - família de processos que produz objetos ao adicionar material
em camadas que correspondem a seções transversais sucessivas de um modelo 3D. O
plástico e as ligas de metal são os materiais mais comumente usados para impressão 3D,
mas quase tudo pode ser usado — de concreto a tecido vivo.
• Ou, processo de fabricação de objetos físicos a partir de um modelo digital.
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• A MANUFATURA ADITIVA pode ser utilizada para os mais variados fins:
• Criação de protótipos
• Peças leves
• Produtos aprimorados de forma funcional
• Implantes médicos personalizados
• Peças altamente customizadas
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• Etapas de elaboração:
1. Criação do modelo em software de modelagem em 3D
2. A partir do desenho técnico em 3D é criado uma rotina de computador do tipo
CAD/CAM (G-code) através de um programa chamado de “slicer” onde serão
configurados os parâmetros de camadas para fabricação pela impressão 3D;
3. A máquina de comando computadorizado irá executar a deposição do material em
camadas até a completa construção do modelo.
CAD/CAM, “projeto assistido por computador”
(CAD, em inglês, computer-aided design) e “fabricação assistida por computador”,
(CAM, em inglês, computer-aided manufacturing). Os softwares CAD/CAM são
usados para projetar e fabricar protótipos, produtos acabados e os processos de
produção. Um sistema CAD/CAM integrado oferece uma solução completa, do
projeto à manufatura.
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CAD/CAM,
CAD = “projeto assistido por computador”
(em inglês, computer-aided design)
CAM = “fabricação assistida por computador”,
(em inglês, computer-aided manufacturing).
• Os softwares CAD/CAM são usados para projetar e fabricar protótipos, produtos
acabados e os processos de produção.
• Um sistema CAD/CAM integrado oferece uma solução completa, do projeto à
manufatura.
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Slicer - software de fatiamento
• Software utilizado para converter o modelo 3D em instruções para a impressora
3D
• O fatiador divide o desenho 3D em comandos e instruções necessárias para a
máquina realizar a manufatura, como, temperatura, velocidade e percurso do
extrusor.
• A conversão é gravada em um arquivo Código G
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• Principais tipos de impressão 3D:
• FDM - Fused Deposition Modeling
(modelagem por fusão e deposição)
• Um filamento plástico é derretido
por um bico extrusor aquecido, que
deposita o material camada sob
camada na plataforma até formar o
objeto.
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https://www.youtube.com/watch?v=m_QhY1aABsE
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SLA – Estereolitografia
• A segunda tecnologia mais utilizada mundialmente,
• Representando 15% do mercado mundial de impressão 3D.
• Essa tecnologia é utilizada para fabricar peças que exigem maior resolução, 
• Trata-se de impressão 3D a base de resina, 
• Possui camadas superficiais mais suaves
• A impressora 3D SLA cura a resina líquida camada por camada, utilizando um 
sistema de lasers de luz UV.
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• Depois de impressa, a peça ainda precisa passar por um processo de limpeza 
e cura para reforçar as propriedades do material utilizado na impressão.
https://www.youtube.com/watch?v=XikU5WSAgIc
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SLS – Sinterização Seletiva a Laser
• Essa tecnologia representa uma fatia de 12% do mercado de impressão 3D
mundial.
• Embora possibilite uma produção muito versátil, impõe maior complexidade de
operação e também o maior custo entre as 3 tecnologias.
• Funciona por meio da sinterização de pó (plástico ou metal) através de um laser
seletivo que funde o material camada por camada até construção total da peça.
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• SLM - Derretimento seletivo a laser
• DMLS - sinterização direta a laser de metal
• São dois processos de fabricação de aditivos metálicos que pertencem à família de
impressão 3D por fusão de leito de pó.
• Ambas usam um laser para escanear e fundir (ou derreter) seletivamente as partículas
de pó de metal, unindo-as e construindo uma parte camada por camada. Além disso, os
materiais utilizados nos dois processos são metais que vêm em uma forma granular.
Impressão 3D em metal SLM e DMLS
• O SLM usa pós de metal com uma única temperatura de fusão e derrete
completamente as partículas,
• O DMLS usa pó é composto de materiais com pontos de fusão variáveis que se
fundem em um nível molecular a temperaturas elevadas.
https://www.youtube.com/watch?v=flPo4H0lyTI
https://www.youtube.com/watch?v=kU9jk_RI1qk
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• As peças SLM e DMLS de metal têm propriedades mecânicas e térmicas quase
isotrópicas.
• São sólidos com muito pouca porosidade interna (menos de 0,2 - 0,5% no estado
impresso e quase nenhum após o processamento térmico).
• As peças impressas em metal têm maior resistência e dureza e geralmente são mais
flexíveis do que as peças fabricadas usando um método tradicional. No entanto, eles
são mais propensos a fadiga.
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Como o custo da impressão em metal é muito
alto, simulações são frequentemente usadas
para prever o comportamento da peça durante
o processamento.
Os algoritmos de otimização de topologia
também são usados ​​não apenas para maximizar
o desempenho mecânico e criar peças leves,
mas também para minimizar a necessidade de
estrutura de suporte e a probabilidade de
deformação.
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Materiais de Produção comuns em SLM e DMLS
• Podem ser utilizados uma grande variedade de metais e ligas de metal, incluindo
alumínio, aço inoxidável, titânio, cromo cobalto e inconel.
• O custo do pó metálico é muito alto. Por
exemplo, um quilograma de pó de aço
inoxidável 316L custa aproximadamente
US $ 350 - US $ 450. Por esse motivo,
minimizar o volume de peças e a
necessidade de suporte é essencial para
manter o custo o mais baixo possível.
• Esses materiais atendem às necessidades da maioria das aplicações industriais, do setor
aeroespacial ao médico. Metais preciosos, como ouro, platina, paládio e prata também
podem ser processados, mas suas aplicações são limitadas e principalmente limitadas à
fabricação de jóias.
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• Um dos pontos fortes da impressão 3D em metal é a sua compatibilidade com
materiais de alta resistência, como superligas de níquel ou cobalto-cromo, que são
muito difíceis de processar com os métodos tradicionais de fabricação. É possível
obter uma economia significativa de custo e tempo, usando a impressão 3D em
metal para criar uma peça com formato quase líquido, que pode ser
posteriormente processada com um acabamento superficial muito alto.