IMPRESSÃO 3D

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E-BOOK SOBRE
OS PRINCÍPIOS ,
VANTAGENS E
HISTÓRIA DA
IMPRESSÃO 3D
IMPRESSÃO
3D
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 Introdução
 Origem da Impressão 3D
 Etapas da Impressão
1.
2.
3.
 3.1. Modelagem
 3.2. Fatiamento 
 3.3. Impressão
4. Vantagens e Aplicações
4.1. Reduções de Custos e Tempo
4.2. Uma só máquina, muitos materiais
4.3. Facilidade de Armazamento e Mobilidade na
sssiiProdução
4.4. Personalização
5. Tipos de Impressão
5.1. FDM
5.2. SLA
5.3. SLS
6. Materiais para Impressão
7. Características de Impressoras 3D
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No dia-a-dia, cada vez mais ouve-se falar sobre
impressão 3D, e não é à toa. Um dos pilares da quarta
revolução industrial, suas possibilidades, precisão e
facilidade são incomparáveis.
Também chamada de manufatura aditiva, essa
tecnologia permite produzir peças personalizadas,
pequenas e cheias de detalhes em curto prazo, desde
protótipos em alumínio até réplicas de órgãos feitas
com polímeros biocompatíveis.
Este e-Book tem como objetivo mostrar ao leitor as
diversas aplicações das impressoras 3D e como se dá o
processo para transformar uma ideia em realidade
com essas máquinas.
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POPULARIZAÇÃO TARDIA
 Apesar de ser muito associada ao século XXI e ter se
destacado apenas recentemente, o primeiro tipo de
Impressão 3D surgiu há mais de 30 anos.
INVENÇÃO
Chuck Hull foi o responsável por ter inventado a
primeira dessas máquinas, em 1984, utilizando a
estereolitografia. Inicialmente sob o nome de
"prototipagem rápida" era exatamente este o
propósito da tecnologia: protótipos mais rápidos - e
mais baratos.
LICENCIAMENTO
No entanto, a patente de máquinas que utilizam a
mesma técnica expirou apenas em 2005, o que
explica sua popularização nos últimos anos.
ETAPAS DA IMPRESSÃO 3D
MODELAGEM
Esta etapa é o início do processo,
a parte mais essencial e também
mais complicada. Ela envolve
certo conhecimento técnico,
principalmente acerca dos
softwares CAD (Computer Aided
Designou Desenho Assistido por
Computador), como AutoCAD,
SolidWorks e Autodesk Inventor,
que são utilizados para modelar.
Caso sejam peças simples ou
coisas mais comuns, há sites que
disponibilizam modelos prontos,
como GrabCAD e Thingiverse.
FATIAMENTO IMPRESSÃO
Finalmente a hora de
imprimir! Nessa etapa é
essencial ter paciência e
cuidado, atentando-se as
configurações da impressora,
como a calibração do bico
extrusor e a posição da mesa
de impressão. Depois disso é
só aquecer a impressora e
imprimir.
A  segunda etapa consiste em
transformar o modelo 3D para a
impressora 3D. Para permitir essa
leitura de arquivos, são utilizados
softwares como o Cura e Slic3r,
que dividem o modelo em
camadas, daí o nome fatiamento.
Além disso, algumas peças
exigem a fabriacação de alguns
suportes e apoios para facilitar a
impressão, que também são
adicionados nessa etapa.
VANTAGENS E APLICAÇÕES
Redução de
Custos e de
Tempo
Facilidade no
armazenamento,
mobilidade
na produção
Uma só máquina,
muitos materiais
Personalização Protótipos
REDUÇÃO DE
CUSTOS E TEMPO 
Nas formas de produção mais comuns
hoje em dia, existe um grande
desperdício de materiais e uma
necessidade de diferentes máquinas e
ferramentas para fazer um mesmo
produto.
 
REDUÇÃO DE
CUSTOS E TEMPO 
As impressoras 3D conseguem imprimir
peças complexas usando a quantidade
exata de material necessário para sua
confecção, evitando desperdício e
utilizando apenas uma máquina. 
 
Para produções em pequena escala, a
impressora 3D, por produzir peças em um
único processo, economiza muito tempo
em comparação a uma produção
convencional, na qual diversos processos
são precisos.
UMA SÓ MÁQUINA,
MUITOS MATERIAIS 
Além de não ser preciso investir em
diversos maquinários para diferentes
tarefas, também não é preciso
comprar máquinas específicas para
trabalhar com diferentes materiais.
UMA SÓ MÁQUINA,
MUITOS MATERIAIS 
Em um único processo, impressoras
que utilizam tecnologia FDM podem
usar várias matérias primas, o que torna
a fabricação menos trabalhosa e cada
vez menos dependente de
procedimentos manuais. Para
melhorar, os materiais podem ser
coloridos ali mesmo, evitando mais um
trabalho.
FACILIDADE NO
ARMAZENAMENTO E
MOBILIDADE NA
PRODUÇÃO 
Fora o menor número de máquinas na
linha de produção, há outros fatores na
impressão 3D que facilitam sua
mobilidade.
 
As próprias máquinas, tanto as
domésticas quanto as industriais, não
são de grande porte, tomando menos
espaço no transporte e também no local
onde serão instaladas. 
FACILIDADE NO
ARMAZENAMENTO E
MOBILIDADE NA
PRODUÇÃO 
Considerando os materiais utilizados
nessa tecnologia, eles geralmente são
filamentos ou pós, muito mais fáceis de
guardar e transportar do que peças
inteiras. 
 
O tamanho do equipamento e a
variedade de materiais que podem
imprimir, são a combinação perfeita
para quem precisa dispõe de um local
pequeno e uma produção compacta.
PERSONALIZAÇÃO 
Peças individualizadas e exclusivas são
um dos grandes atrativos da impressão
3D. Alterar produtos para serem mais
confortáveis (ou por pura estética),
substituir peças quebradas e criar seu
próprio objeto. No quesito
personalização, as possibilidades para
essa tecnologia são infinitas.
PROTÓTIPO
A prototipagem em 3D permite a
fabricação de peças muito mais
realísticas, aumentando a previsibilidade
de erros e permitindo que os produtos
cheguem ao mercado mais
rapidamente. O alto nível de
detalhamento das peças permite um
melhor encaixe, economizando tempo
com ajustes e correções.
 
 
Alguns números
Segundo um relatório global Ernst & Young em 2016,
quem implementa impressão 3D tem uma redução
de 85% no custo da fabricação de protótipos.
No mesmo estudo, constatou-se uma redução de 63%
no tempo de fabricação de protótipos.
Desde que Chuck Hull fez sua
máquina, surgiram muitas outras
impressoras 3D, utilizando diferentes
tecnologias e com diferentes
características, cada uma com suas
vantagens e desvantagens. Os
principais tipos são FDM, SLS e SLA.
TIPOS DE IMPRESSÃO 3D
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FDM
No método mais comum de impressão 3D, mais
conhecido por “extrusão”, as impressoras produzem as
peças camada por camada, “desenhando” uma seção
transversal de um objeto na mesa, de baixo para cima.
 
 Cada camada esfria e endurece, grudando na
camada abaixo dela. Elas são feitas através de um
filamento que é aquecido e depositado extrusor.
Tanto o bico como a mesa são controlados por um
computador que dá as coordenadas X, Y e Z para o
bico e a base seguirem. .
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D
FDM
As impressoras desse tipo usam dois tipos de
materiais, um de modelagem, que constitui o objeto
de fato, e um material de suporte, que serve para
apoiar partes do objeto à medida que está sendo
impresso. Quando a peça sai da impressora, os
materiais de suporte são removidos e os objetos
podem ser lixados ou pintados para melhorar a sua
função e aparência.
Em comparação com outros métodos de impressão
em 3D, como SLA ou SLS, FDM é um processo
bastante lento, porém mais barato.
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SLA
O primeiro tipo de impressão 3D criado, também
conhecido como estereolitografia, consiste basicamente
em uma resina endurecida por meio de um laser. 
 
Toda impressora 3D SLA possui um recipiente onde se
coloca uma resina, um fotopolímero que modifica sua
estrutura em contato com luz ultravioleta. Dessa forma,
quando o laser da máquina passa por ela, ela passa do
estado líquido para o sólido. Esse laser percorre uma
rota definida por um software, endurecendo o polímero
camada por camada. Após terminada a camada, a
plataforma da impressora sobe e começa o processo
para fazer a camada seguinte.
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SLA
Assim como no FDM, se necessário é impresso um
suporte para que a peça resista inteira ao processo de
impressão,que pode ser retirado depois. Para remover o
excesso de resina, a peça impressa deve ser tratada
após a impressão, conforme as necessidades do
fotopolímero utilizado.
 
Essa tecnologia dá às peças impressas um melhor
acabamento superficial do que a impressão FDM e SLS.
Sua desvantagem está na resistência mecânica dos
objetos produzidos, inferior aos outros dois métodos.
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SLS
A Sinterização Seletiva a Laser é um processo muito
parecido com o SLA, mas que utiliza materiais em pó,
ao invés de uma resina líquida. Estes materiais
usualmente são substâncias plásticas, como o nylon,
por exemplo. 
 
As impressoras que utilizam essa técnica são
equipadas com um braço que distribui o material em
pó na plataforma de impressão. O computador guia
um laser sobre a substância em pó em pontos
específicos, aquecendo e fundindo as partículas em
pó entre si, transformando o material em um objeto
único, sólido.
 
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SLS
Uma vez que toda uma camada tenha sido
solidificada nos locais desejados, a mesa de impressão
é rebaixada e o braço deslizante distribui mais pó
sobre a plataforma, e todo esse processo é repetido
até que a última camada tenha sido concluída.
 
Uma grande vantagem dessa técnica é que ela não
faz uso de suportes, o próprio pó que não é fundido
serve de apoio para as camadas superiores, o que evita
desperdício de material. Além disso, oferece uma
resistência mecânica superior aos outros dois
métodos. Seu ponto fraco é o custo, tanto do material
quanto o das máquinas.
Adicionar um pouquinho de texto
Outros SLS SLA FDM
75% 
50% 
25% 
0% 
O gráfico ao lado mostra os
percentuais de uso de cada
técnica de impressão, segundo
a 3D Hubs, a maior rede de
serviços de fabricação do
mundo.
 
É possível perceber a
predominância dos tipos de
impressão que citamos aqui,
mas principalmente do FDM.
MATERIAIS PARA
IMPRESSÃO
NÃO HÁ SOMENTE VÁRIOS TIPOS DE IMPRESSORAS
3D , HÁ TAMBÉM INÚMEROS MATERIAIS QUE PODEM
SER UTILIZADOS NESSAS IMPRESSORAS .
PLÁSTICO
PLA
DESCRIÇÃO
Um dos mais utilizados no mundo da
impressão 3D. Tem excelente custo
benefício e durabilidade, é um
material biodegradável e atóxico,
disponível em várias cores.
PRÓS E CONTRAS
Prós: Acabamento brilhoso, custo
benefício, atóxico, variedades de cor
 
Contras: Camadas visíveis pós
impressão, sofre influência da
umidade do ar
INFORMAÇÕES
IMPORTANTES
Nível de detalhe: Baixo/Médio
Custo: Baixo
Tecnologia utilizada: FDM
PLÁSTICO
ABS
DESCRIÇÃO
Também um  material bastante popular,
apresenta boa resistência mecânica e
térmica, sendo bastante utilizado em
protótipos. Não é indicado para contato
intenso com a pele, pois é derivado do
petróleo e pode causar irritação.
PRÓS E CONTRAS
Prós: Resistência mecânica, peças facilmente
coladas, fácil acabamento e pintura
 
Contras: Camadas visíveis pós impressão,
aparência fosca, material degrada por excesso
de exposição a luz, poucas opções de cor,
sofre influência da umidade do ar
INFORMAÇÕES
IMPORTANTES
Nível de detalhe: Baixo/Médio
Custo: Baixo
Tecnologia utilizada: FDM
PLÁSTICO
PET
DESCRIÇÃO
Bastante usado para testes de forma
em protótipos, é um material
translúcido, rígido, leve e com grande
resistência a impactos.
PRÓS E CONTRAS
Prós: Resistência mecânica, bastante
translúcido, resistência a impactos
 
Contras: Poucas cores
INFORMAÇÕES
IMPORTANTES
Nível de detalhe: Baixo/Médio
Custo: Baixo
Tecnologia utilizada: FDM
NYLON
DESCRIÇÃO
Polímero bem leve e resistente, e
muito flexível. Pode ser utilizado em
pó ou como filamento.
PRÓS E CONTRAS
Prós: Leveza, rigidez, durabilidade,
resistência química
 
Contras: Custo, difícil acesso
INFORMAÇÕES
IMPORTANTES
Nível de detalhe: Médio/Alto
Custo: Médio/Alto
Tecnologia utilizada: FDM
RESINA
DESCRIÇÃO
Apresenta boa velocidade de
impressão e alto nível de
detalhamento nas peças, com
acabamento suave mesmo nas peças
mais complexas.
PRÓS E CONTRAS
Prós: Alto nível de detalhes,
velocidade, leveza, qualidade no
acabamento, liberdade de criação
 
Contras: Pouca resistência, material
muito perecível antes de impressão
INFORMAÇÕES
IMPORTANTES
Nível de detalhe: Alto
Custo: Médio
Tecnologia utilizada: SLA
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CADA IMPRESSORA 3D , MESMO
UTILIZANDO UMA MESMA TÉCNICA , TEM
SUAS PRÓPRIAS CARACTERÍSTICAS
DIRECIONADAS PARA SUA FINALIDADE
ESPECÍFICA .
COMO FDM É A TÉCNICA MAIS UTILIZADA ,
HÁ UMA MAIOR VARIEDADE NAS
MÁQUINAS QUE UTILIZAM ESSE MÉTODO ,
APRESENTANDO , OU NÃO , DIVERSAS
PROPRIEDADES .
Você sabia?
O primeiro site com biblioteca de arquivos e
modelos 3D gratuitos, o Thingiverse surgiu em
2008 e hoje já são mais de 3 milhões de
arquivos apenas nesse site.
Apenas em 2012 começou a ser vendida a
primeira impressora 3D desktop já montada, a
MakerBot.
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! Gostou do que viu até aqui? Quer aprender
um pouco mais? Separamos aqui alguns
artigos no nosso blog  que podem lhe
interessar!
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