Embora grande parte do trabalho de produção seja feito dentro de uma impressora 3D, à medida que uma peça é construída camada por camada, o processo não termina aí. O pós-processamento é uma etapa vital nos fluxos de trabalho de impressão 3D, que leva os componentes impressos aos produtos acabados. Dito isto, o “pós-processamento” não é um processo específico em si, é uma categoria que consiste em múltiplos tratamentos e técnicas diferentes, que podem ser aplicados e combinados para atender a diversos requisitos estéticos e funcionais.
Como veremos com mais detalhes neste artigo, existem vários métodos de pós-processamento e acabamento de superfície, incluindo pós-processamento básico (como remoção de suporte), tratamentos de alisamento de superfície (físicos e químicos) e tratamentos de cor. Compreender os diferentes processos à sua disposição quando a impressão 3D permite cumprir as especificações e requisitos do produto, quer o seu objetivo seja obter um acabamento superficial uniforme, uma qualidade estética específica ou propriedades melhoradas.
Pós-processamento básico para impressão 3D
O pós-processamento básico normalmente se refere às etapas iniciais envolvidas depois que uma peça impressa em 3D é removida do envelope de construção e limpa, incluindo a remoção do suporte e o alisamento básico da superfície (em preparação para técnicas de alisamento mais completas).
Remoção de estruturas de suporte
Muitos processos de impressão 3D, incluindo modelagem por deposição fundida (FDM), estereolitografia (SLA), sinterização direta a laser de metal (DMLS) e síntese de luz digital de carbono (DLS), exigem o uso de estruturas de suporte, que fornecem suporte para saliências, pontes e delicados características. Embora úteis no processo de impressão, estas estruturas devem ser removidas antes da aplicação das técnicas de acabamento.
A remoção de suportes pode ser conseguida de algumas maneiras diferentes, mas os processos mais comuns hoje envolvem trabalho manual, como corte, para remover suportes. Nos casos em que são utilizados suportes solúveis em água, as estruturas de suporte podem ser removidas submergindo o objeto impresso em água. Existem também soluções especializadas para remoção automática de peças, principalmente para fabricação aditiva de metal, que utilizam ferramentas como máquinas CNC e robôs para cortar cuidadosamente suportes e manter tolerâncias.
Explosão
Outra técnica básica de pós-processamento é a explosão. Este processo envolve a pulverização de componentes impressos com partículas sob alta pressão. Os impactos da mídia pulverizada contra a superfície da impressão criam uma textura mais lisa e uniforme.
O jateamento é normalmente a primeira etapa no alisamento de superfície para impressões 3D, pois é eficaz na remoção de resíduos de material e na criação de um acabamento superficial mais uniforme que fica pronto para as etapas seguintes, como polimento, pintura ou tingimento. Notavelmente, o jateamento não resulta em um acabamento brilhante ou lustroso.
Técnicas de suavização de superfície para impressão 3D
Além do jateamento básico, existem outros métodos de pós-processamento que podem ser usados para proporcionar maior suavidade aos componentes impressos, bem como outras características de superfície, como aparência fosca ou brilhante. Em alguns casos, métodos de acabamento podem ser usados para obter suavidade para uma variedade de diferentes materiais de construção e processos de impressão. Em outros casos, entretanto, os tratamentos de suavização de superfície são adequados apenas para um tipo específico de material ou impressão. A geometria da peça e o material de impressão são as duas maiores considerações ao escolher um dos seguintes processos de suavização de superfície.
Jateamento de contas
Esta técnica de pós-processamento é semelhante ao jateamento de mídia básico, pois envolve a pulverização de partículas em uma impressão sob alta pressão. Porém há uma diferença importante: em vez de usar qualquer tipo de partícula (como areia), o jateamento de esferas utiliza como meio esferas de vidro esféricas, que são sopradas em direção à impressão em alta velocidade.
O impacto das esferas de vidro redondas na superfície da impressão cria um acabamento muito mais liso e uniforme. Além da função estética do jateamento, o processo de alisamento também pode melhorar a resistência mecânica de uma peça sem influenciar suas dimensões. Isto se deve ao formato esférico das esferas de vidro, que cria um impacto muito superficial na superfície da peça.
A mídia caindo
Tumbling, também conhecido como rumbling, é uma solução eficaz de pós-processamento para componentes menores. Essa técnica consiste em colocar impressões 3D em um copo junto com pequenas lascas de cerâmica, plástico ou metal. O copo então gira ou vibra, o que faz com que os chips esfreguem nas peças impressas para remover quaisquer irregularidades da superfície e criar um acabamento liso.
A rotação da mídia é mais poderosa do que o jateamento e a suavidade da superfície pode ser ajustada com base na rotação da mídia. Por exemplo, uma textura de superfície mais grossa pode ser criada usando meios de granulação mais baixa, enquanto uma superfície mais lisa pode ser obtida usando cavacos de granulação mais alta. Alguns dos grandes sistemas de tambor mais comuns podem processar peças medindo 400 x 120 x 120 mm ou 200 x 200 x 200 mm. Em alguns casos, especialmente para peças MJF ou SLS, é possível polir componentes em um copo de mídia.
Suavização a vapor / Polimento químico a vapor
Embora as técnicas de suavização mencionadas acima sejam todas baseadas em processos físicos, a suavização por vapor depende de uma reação química entre o material de impressão e o vapor para criar um acabamento superficial liso. Especificamente, a suavização de vapor consiste em expor uma impressão 3D a um solvente vaporizado (como FA 326) dentro de uma câmara de processamento selada. O vapor adere à superfície da impressão e cria uma fusão química controlada, que nivela quaisquer imperfeições superficiais ou picos e vales, redistribuindo o material derretido.
A suavização por vapor também é conhecida por proporcionar um acabamento superficial mais polido e brilhante. Normalmente, a suavização a vapor é mais cara em comparação com os processos de suavização física, mas pode ser preferida graças à sua suavidade superior e acabamento brilhante. A suavização de vapor é compatível com a maioria dos materiais de polímero e elastômero impressos em 3D.
Processos de coloração para impressão 3D
Uma etapa opcional de pós-processamento, a coloração é uma boa maneira de aprimorar a estética de um produto impresso. Apesar de existirem diferentes opções de cores quando se trata de materiais de impressão 3D (particularmente filamentos FDM), a coloração como pós-processo permite trabalhar com materiais e processos de impressão que atendam às especificações do produto e obtenham a correspondência de cores correta para um determinado produtos.
Pintura em spray
A pintura em spray é um método popular que consiste em aplicar uma camada de tinta em uma impressão 3D usando um aplicador de spray aerossol. Ao suspender uma impressão 3D, a tinta pode ser pulverizada uniformemente sobre a peça, cobrindo toda a sua superfície. (A tinta também pode ser aplicada seletivamente usando técnicas de mascaramento.) Essa técnica é comum tanto para impressões 3D quanto para peças usinadas e tem um custo relativamente baixo. No entanto, tem uma desvantagem significativa: como a tinta é aplicada em uma camada fina, se a parte impressa estiver arranhada ou desgastada, a cor original do material de impressão ficará visível.
Tingimento
Ao contrário da pintura em spray ou pincel, o tingimento de uma impressão 3D penetra abaixo da superfície. Isso tem alguns benefícios. Por um lado, se uma impressão 3D se desgastar ou ficar arranhada, a cor vibrante permanecerá. O tingimento também não descasca, o que a tinta pode fazer. Outro grande benefício do tingimento é que ele não altera a precisão dimensional de uma impressão: como o corante penetra na superfície da construção, ele não adiciona espessura e, portanto, não resulta em perda de detalhes. O processo de tingimento específico depende do processo e do material de impressão 3D.
Acabamentos de superfície para impressão 3D
Em última análise, o pós-processamento é uma parte essencial do fluxo de trabalho de impressão 3D, desde a remoção de suportes, ao alisamento das superfícies das peças, até à coloração de impressões para uma qualidade estética ideal. Para saber mais sobre os processos de acabamento para impressão 3D acesse o site.
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