O que é a manufatura aditiva?

– Essa é fácil! Impressão 3d!

Calma lá, meu jovem.

Impressão 3D é apenas 1 dos muitos processos de manufatura aditiva que temos. Existe um número muito maior de processos que englobam todas as técnicas de MA (manufatura aditiva) modernas que existem hoje em dia. Vamos começar com calma.

Eu acho justo começar com a reflexão de o que é o próprio conceito de manufatura. Existem diversas definições formais, mas, para ficar no simples, eu vou limitar aqui, já que o processo de manufatura é qualquer processo que visa a transformar material para obtenção de um produto. Olhando por esse lado, temos 3 tipos básicos de processo.

• Manufatura de remoção

  – É qualquer processo em que você remova material de um bloco/chapa qualquer que seja a geometria inicial. Em português quase todos os processos de remoção vão ser chamados de usinagem, mas é um conceito amplo, porque temos processos de remoção que não entram na categoria estrita de usinagem, mas ainda sim são de remoção.

Chora cavaco!

Um exemplo é o corte com lâminas e ou serras, dificilmente você vai ver essas operações classificadas como usinagem, porém são processos de manufatura de remoção. Você sempre tem perdas associadas ao corte.

• Manufatura de conformação

  – São os processos que envolvem dobras e ou estampagens, podendo ter corte associado ou não. Todos os processos que envolvem dobrar, torcer, espremer, ou que estejam envolvidas principalmente a conformação de uma matéria prima em outro formato diferente do original são considerados nessa categoria, apesar de existirem processos de conformação que eventualmente vão remover material, eles ainda são vistos como um processo à parte.

No geral conformação é feito em cima chapas, mas não necessariamente.

Um belo exemplo disso é a estamparia. O processo de estampagem normalmente envolver uma etapa de corte dos excedentes de material que ficam depois da prensagem das chapas originais.

• Manufatura aditiva

  – São os processos que visam a construir o produto a partir do incremento de partes menores para a obtenção do produto final. E assim, essa classificação é muito abrangente né? Porque se você parar pra pensar, a gente já usa manufatura aditiva desde a época das primeiras construções. Uma parede feita de pedras poderia ser considerada manufatura aditiva, as pirâmides foram feitas de diversos blocos empilhados né? Manufatura aditiva.

Bom, elas são grandes blocos erguidos em camadas uns sobre os outros né?

Tá, mas basicamente tudo agora é manufatura aditiva? Não, né? O foco do texto aqui vai ser discutir o que chamamos de manufatura aditiva moderna, que consiste em construir objetos em camadas. Foi justamente para diferenciar esses conceitos de construção civil, principalmente dos conceitos de manufatura aditiva moderna, que aquela organização famosa lá, a tal da ISO, lançou uma norma para classificar e agrupar todas as técnicas de MA modernas. Foi então que surgiu a ISO 52900. Ela trata de normatizar as classificações e nomenclaturas das técnicas de MA mais atuais.

É ai que saímos de Stonehenge e chegamos na impressora 3D. Hoje em dia, quando falamos de manufatura aditiva, estamos falando de um dos 7 principais grupos de técnicas que estão presentes na norma ISO

Vamos a uma pequena listinha.

• FotoPolimerização em Cuba (Vat Photopolymerization)

  – São a técnica preferida de quem curte BONEQUINHOS. As famigeradas impressoras 3D de resina. Existem várias de custo já muito acessível. Sim, dá pra ter uma dessas em casa com um investimento relativamente baixo.

• Extrusão de Material (Material Extrusion)

  – São as impressoras 3D mais famosas, provavelmente quando você pensa em impressora 3D você pensa em impressoras de extrusão de material. O processo dessa impressora é conhecido como FFF (fused filament fabrication) ou FDM (fused deposit modeling) mas a diferença entre eles eu explico melhor nos próximos textos.

• Jateamento de Material (Material Jetting)

  – Funciona com material líquido sendo depositado em pequenas gotas sobre uma plataforma para depois ser solidificados em camadas. Esse processo funciona de modo bem similar a uma impressora de tinta. (Inclusive existem projetos de modificação de impressoras de tinta para imprimir em 3D) ele deposita as gotas do material pontualmente e, depois de completar todos os pontos daquela camada, ele solidifica a camada. O jeito mais comum de solidificar a camada é com luz UV mas não é o único jeito.

• Jateamento de Aglutinante (Binder Jetting)

  – Essa é uma técnica bem interessante porque você não parte de uma plataforma vazia, você na verdade parte de uma plataforma cheia de material em pó, geralmente metais ou cerâmicas. O cabeçote se movimenta despejando aglutinante nos pontos onde vai ser a peça, e conforme ele terminar a camada, a mesa se desloca pra baixo para ele despejar uma nova camada de aglutinante, fazendo com que as sucessivas camadas sejam empilhadas pra formar a peça. Depois desse processo concluído, a peça é levada para um forno onde ela é sinterizada para obtenção da peça final.

• Fusão de Leito de Pó (Powder Bed Fusion)

  – Essa funciona de modo relativamente parecido com o jateamento de aglutinante. A principal diferença é que, ao invés de depositar aglutinante para um posterior pós processamento, ele sinteriza o material em pó diretamente na mesa de fabricação com auxílio de uma fonte de energia. Um laser vai sinterizando as partículas pontualmente e formando camadas no reservatório de pó. Uma das grandes vantagens é que elimina a necessidade de pós processamento das peças.

• Deposição por Energia Direcionada (Direct Energy Deposition)

  – Essa é mais usada para reparos do que fabricação de peças do zero. Ela é muito similar ao processo de soldagem. Uma fonte de energia funde o material em pó ou arame e esse bico deposita material na superfície. A diferença é a que a soldagem é um processo grosseiro, sem controle de volume e taxa de deposição. Esse processo permite depositar material de forma extremamente controlada e seletiva. O problema é que normalmente precisa de pós processamento para ter uma estrutura uniforme na peça final.

• Manufatura Laminar de Objetos (Laminated Objects Manufacturing)

  – A mais diferente de todas aqui, ela consiste num rolo de papel que corre embaixo de uma fonte de laser. Essa fonte de laser corta o papel e esse papel então é colado a camada de baixo com cola. Assim ele vai construindo um objeto através das sucessivas camadas de papel coladas umas sobre as outras. A grande vantagem é que é um processo rápido para o desenvolvimento de peças que não tenham comprometimento estrutural.

Ufa! Falei um bocado né?

Pra quem só pensa em impressoras 3D, existe todo um universo de coisas além que podemos falar sobre isso. Esse texto tem a função de só uma leve pincelada sobre o assunto. A ideia é escrever um texto mais aprofundado sobre cada uma das técnicas, pra mostrar as vantagens/ desvantagens e características únicas de cada processo. Talvez você já esteja lendo esse texto no futuro e exista um link para cada um dos próximos textos ali em cima, talvez não. De qualquer forma, o melhor jeito de acompanhar é ficar ligado aqui no portal e ler todos os textos da semana! Até mais!