A EOS, especialista alemã em AM , revelou pela primeira vez que havia desenvolvido uma nova abordagem para sinterização seletiva a laser (SLS) em 2019. Na época, lembramos de ter aprendido sobre a nova tecnologia, chamada Resolução de detalhes finos (FDR), que fez a emocionante promessa de oferecer “a resolução detalhada da estereolitografia com a durabilidade e qualidade da sinterização seletiva a laser.” Alguns anos depois, a tecnologia FDR da EOS está agora estabelecida no mercado no sistema FORMIGA P 110 FDR, e está cumprindo essas promessas.
O que FDR oferece
A tecnologia FDR da EOS não está a um milhão de quilômetros de distância do SLS: ambas as tecnologias utilizam lasers para fundir partículas de pó de polímero, construindo peças camada por camada. O diferencial do FDR é no uso de lasers de CO (em oposição aos lasers de CO2, que são a opção comum para plataformas SLS). Os lasers de CO são capazes de gerar feixes ultrafinos de cerca de 200 µm, que a EOS aponta ter cerca de “metade do tamanho do que é visto nas impressoras 3D SLS”.
Este tamanho menor do laser tem um impacto imediato no que os usuários podem obter em suas impressões, especialmente quando se trata de detalhes finos, paredes finas e pequenos recursos como letras e conectores microelétricos.
O laser de CO é apenas uma parte da equação FDR (embora grande), a tecnologia também depende de um repintador altamente preciso, que distribui camadas finas de pó rapidamente (a uma taxa de 600 mm/s) e com densidade uniforme. A combinação do laser CO e do sistema de repintura resultou em uma precisão dimensional de +/- 40µm, comparável à da moldagem por injeção e da impressão 3D SLA.
Além disso, estão todos os benefícios normalmente associados aos processos de fusão de leito de pó a laser, como construções sem suporte (já que o leito de pó funciona como suporte). Isto simplifica significativamente o pós-processamento para impressões FDR, além de agilizar o processo de design e reduzir o desperdício de material. Resumindo, as peças estão prontas para uso após o resfriamento e a remoção de pó, embora sejam possíveis pós-processos adicionais, como revestimentos e suavização de vapor.
Assim como o SLS, o FDR também está bem equipado para volumes de produção graças à sua rápida sinterização, pós-processamento mínimo e à capacidade de agrupar várias peças em uma única construção. É aqui que a tecnologia oferece uma vantagem distinta em relação às tecnologias de resina com resolução correspondente. Como diz a EOS: “Os métodos de impressão 3D que podem corresponder ao FDR na resolução de detalhes, como SLA e DLP, não conseguem aproximar seu volume de produção: isso se deve em grande parte aos lentos processos de construção desses métodos à base de resina, que a sinterização a laser relativamente rápida do FDR pode facilmente ultrapassar.”
FDR no mercado
Os usuários finais podem aproveitar a tecnologia de resolução de detalhes finos adotando a impressora 3D FORMIGA P 110 FDR, um sistema industrial compacto especializado na produção de peças pequenas e com detalhes finos. A máquina tem um volume de construção de 200 x 250 x 330 mm e integra dois lasers de 50 W cada um com comprimento de onda de 5 um. Esses lasers ultrafinos geram um diâmetro de foco de 200 µm, o que permite a criação de paredes e recursos desse tamanho – a EOS relata que isso é cerca de metade do tamanho de outros recursos de impressão 3D SLS.
Até o momento, a EOS qualificou um pó de poliamida 11 (PA 11) para uso na impressora 3D FORMIGA P 110 FDR, que é caracterizada por um tamanho de grão menor do que os pós SLS padrão. O material de náilon é altamente versátil, oferecendo uma combinação de alta resistência ao impacto, alto alongamento na ruptura, durabilidade e resistência química.
Além dessas propriedades mecânicas, o material é reciclável e feito a partir de um recurso renovável (mamona, que normalmente é cultivada em terras impróprias para culturas alimentares). O repintador da impressora pode distribuir esse pó PA 11 na base de impressão com uma espessura de camada de 40 µm. Segundo a EOS, outros materiais ainda estão sendo desenvolvidos para sua solução FDR.
A impressora 3D também foi projetada para integração perfeita em instalações de fabricação e lojas, graças ao seu tamanho relativamente pequeno (1320 x 1067 x 2204 mm) e ao software de fluxo de trabalho. De acordo com a EOS, o sistema teve um desempenho notável em termos de confiabilidade, superando problemas normalmente associados à obtenção de uma resolução de impressão tão fina em plataformas à base de pó.
Inscrições para FDR
Com “detalhe fino” no nome, não é nenhuma surpresa que a tecnologia FDR da EOS seja ideal para a produção de pequenos componentes com recursos minúsculos e detalhes complexos. Em termos gerais, a tecnologia LPBF pode ser aplicada em praticamente qualquer indústria para aplicações como componentes e invólucros eletrônicos, estruturas de filigrana fina como filtros e montagens de várias peças.
Em um webinar recente, o especialista em EOS AM, Sebastian Frank, destaca algumas aplicações específicas onde o FDR pode ser uma virada de jogo, como antenas de alta frequência e componentes de micro-ondas. A liberdade de design e o tamanho dos recursos liberados pela impressão FDR tornam possível produzir peças de paredes finas que podem operar em frequências na faixa de 100 GHz.
Para este tipo de aplicações é possível aplicar um revestimento galvânico nas impressões PA 11 para lhes conferir as propriedades condutoras necessárias. Esta capacidade é ideal para aplicações de alta frequência, incluindo sistemas de radar, componentes de condução autônoma, sistemas de comunicação e muito mais.
A tecnologia também tem sido utilizada com sucesso na produção de conjuntos multicomponentes que se beneficiam de alta precisão e exatidão dimensional. Por exemplo, a FORMIGA P 110 FDR imprimiu com sucesso uma caixa de luz de bicicleta personalizada feita de duas peças que se encaixam perfeitamente usando um encaixe cantilever. Outros recursos de conexão que exigem alta precisão, como dobradiças sem montagem, dobradiças de filme, parafusos e roscas e componentes interligados também podem ser impressos (mesmo em escala miniatura) usando a tecnologia FDR da EOS.
As propriedades específicas do PA 11 também abrem certas aplicações para o FDR. Por exemplo, o material é biocompatível e pode, portanto, ser utilizado para aplicações médicas, como guias de fluidos, e para peças que entram em contato com alimentos. O PA 11 também é de baixo atrito, o que, em combinação com os acabamentos superficiais de alta qualidade das impressões FDR, permite a impressão de componentes como esferas de rolamento e engrenagens planetárias para acionamentos elétricos.
Além disso, pequenos recursos como letras em relevo ou em relevo também podem ser integrados perfeitamente no design CAD original. O FDR também pode ter aplicações importantes nas áreas de design para a produção de joias com detalhes intrincados e até mesmo de têxteis à base de polímeros para wearables.
Em última análise, a tecnologia de resolução de detalhes finos da EOS trouxe algo novo ao combinar capacidades de impressão ultrafinas com a eficiência e escalabilidade do SLS. Para saber mais sobre FDR e especificamente sobre projeto para processos de alta precisão, acesse o site.
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