O que é jateamento de ligante? Em 1993, o Massachusetts Institute of Technology desenvolveu esta forma de impressão 3D de jato de tinta em leito de pó para imprimir peças complexas de uma variedade de materiais. Hoje, existem aplicações de jateamento de ligante em vários setores, e você pode criar tudo, desde peças metálicas a grandes núcleos de fundição em areia até protótipos coloridos. O jateamento de ligante é rápido e econômico, mas muitas equipes de produto não estão familiarizadas com esse processo de fabricação. Aqui está o que você precisa saber.
O que é jateamento de ligante?
Enquanto muitos outros métodos de impressão 3D usam um único bico ou laser para criar peças camada por camada, o jato de aglutinante pulveriza aglutinante líquido em um leito de pó. Na verdade, o processo de impressão 3D de jato de ligante é semelhante ao modo como uma impressora 2D adiciona tinta ao papel. É usado principalmente para imprimir metais, areias e cerâmicas e é conhecido por sua velocidade, acessibilidade e capacidade de imprimir peças grandes.
Para iniciar o processo de jateamento de ligante, você precisará criar um modelo digital de sua peça, cortá-lo e enviá-lo ao seu parceiro de fabricação. Eles então o inserirão na impressora de jato de fichário. Em seguida, uma lâmina ou rolo de recobrimento espalhará uma fina camada de pó sobre a plataforma de construção, e um carro com bicos de jato de tinta passará sobre o leito de pó, depositando gotas de aglutinante. Se você estiver criando uma peça colorida, a máquina também depositará tinta colorida durante esta etapa.
A plataforma de construção abaixará de acordo com a espessura da camada do seu modelo. A maioria dos modelos coloridos tem uma altura de camada de 100 mícrons, a maioria das peças de metal tem uma altura de camada de 50 mícrons e a maioria dos materiais de molde de fundição de areia tem uma altura de camada entre 200 e 400 mícrons. Em seguida, a lâmina ou rolo revestirá a superfície e o processo se repetirá até que sua peça esteja completa. Seu engenheiro pode então curar sua peça para aumentar sua resistência, liberá-la suavemente do pó solto em sua cama de pó e limpá-la usando uma escova ou ar pressurizado.
As peças que acabaram de ser criadas usando jateamento de ligante estão em um estado verde e normalmente têm alta porosidade e propriedades mecânicas ruins. Como tal, seu engenheiro pode adicionar algumas etapas de pós-processamento após a impressão, que variam dependendo do material da sua peça. Por exemplo, uma peça de metal pode precisar ser sinterizada com um metal de baixa temperatura de fusão, como o bronze. Se você tiver uma peça colorida, seu engenheiro pode infiltrá-la com acrílico para melhorar sua vibração. Se você tiver um núcleo ou molde de fundição em areia, nenhum processamento adicional é necessário.
Materiais comuns para jateamento de ligantes
Os materiais de jateamento de aglutinantes se dividem em três categorias – pó, areia e metal.
Pó de arenito e PMMA
Como as máquinas de impressão 3D de jateamento de ligante geralmente têm cabeçotes de impressão secundários que adicionam cor à medida que o cabeçote de impressão primário adiciona o agente de ligação, é fácil criar modelos coloridos usando pós de arenito ou polimetilmetacrilato (PMMA). No entanto, as partes resultantes serão muito frágeis – mesmo após o processamento – e são melhor usadas como modelos não funcionais, como mapas topográficos ou estatuetas.
Areia
Areia e areia de sílica são relativamente acessíveis, por isso são ótimas para criar moldes e núcleos de uso único. A areia de jateamento de ligante não apenas permitirá que você crie geometrias complexas que seriam difíceis ou impossíveis de produzir com métodos tradicionais, mas também poderá obter uma precisão dimensional de ± 0,3 mm. Observe também que:
- Você não precisará de pós-processamento adicional.
- As espessuras de camada para machos e moldes de fundição em areia geralmente ficam entre 200 e 400 μm.
- Os tamanhos de construção podem ser tão grandes quanto 2200 x 1200 x 600 mm.
Metal
Jateamento de ligante também é uma escolha popular para impressão 3D de metal. É até 10 vezes mais econômico do que a sinterização seletiva a laser (SLS) ou a fusão seletiva a laser (SLM) e oferece tamanhos de construção relativamente grandes de até 800 x 500 x 400 mm. O jateamento de ligante também permite geometrias complexas, não requer estruturas de suporte e tem uma precisão dimensional de ± 0,2 mm.
O jateamento de ligante é compatível com aço, titânio, cromita, cobre e muito mais, mas você precisará pós-processar sua peça para melhorar sua resistência, independentemente do metal usado. As opções de pós-processamento incluem:
- Infiltração: A infiltração envolve colocar uma peça curada em um forno quente. Após a queima do agente ligante, a densidade da peça será reduzida para cerca de 60%. Seu engenheiro pode então preencher os vazios deixados para trás com bronze ou outro metal de baixa temperatura de fusão até atingir pelo menos 90% de densidade. As peças infiltradas são relativamente fortes e possuem boas propriedades mecânicas, mas serão cerca de 2% menores após a infiltração.
- Sinterização: Se você deseja propriedades mecânicas ainda melhores, você pode sinterizar sua peça metálica. A sinterização envolve o aquecimento de uma peça em um forno para assar seus ligantes e fundir suas partículas de metal. As peças sinterizadas têm alta resistência à corrosão e 3% de porosidade, mas a desvantagem é que muitas vezes encolhem cerca de 20% do seu tamanho inicial. Esse encolhimento pode não ser uniforme, o que pode causar imprecisões pós-impressão, mesmo que seu design já tenha contabilizado 20% de encolhimento.
Vantagens e desvantagens do jato de ligante
Ao escolher o jateamento de ligante, você pode:
- Alcance uma precisão dimensional relativamente alta: como o jato de ligante ocorre à temperatura ambiente, você não precisa se preocupar com deformação e sua peça permanecerá altamente dimensionalmente precisa. Se você estiver fazendo jateamento de ligante com metal, também não precisa se preocupar em aliviar as tensões residuais durante o pós-processamento secundário. No entanto, você provavelmente notará encolhimento após a sinterização.
- Economize dinheiro: o jateamento de ligante em uma peça de metal é mais de dez vezes mais econômico do que usar SLM ou SLS. Não só é mais acessível, mas também usa menos energia porque usa um agente de ligação líquido em vez de um laser. Além disso, pós cerâmicos e metálicos de jato de ligante são geralmente mais acessíveis do que os pós para SLS e SLM. Da mesma forma, você pode produzir um protótipo colorido por meio de jateamento de aglutinante por uma fração do que normalmente custaria produzir um por meio de SLS, SLM ou jateamento de material.
- Abandonar estruturas de suporte: no jateamento de ligante, o pó não ligado fornece todo o suporte que sua peça precisa, eliminando a necessidade de estruturas de suporte e dando a você mais liberdade de design. Isso também significa tempos de pós-processamento mais curtos e menor consumo de material em comparação com outras tecnologias de impressão 3D.
- Reduza o desperdício: 100% do pó não utilizado pode ser reutilizado para impressões futuras, ajudando você a economizar material e dinheiro. Em comparação, apenas 50% do pó usado pelas impressoras 3D SLS é reutilizável.
- Produza rapidamente uma peça grande ou várias peças menores simultaneamente: As máquinas de jateamento Binder têm volumes de construção de até 2200 x 1200 x 600 mm, o que significa que você pode produzir peças grandes ou construir simultaneamente várias peças menores.
No entanto, existem algumas desvantagens a serem consideradas ao usar o jateamento de ligante. Tenha em mente que:
- As peças de jateamento de ligantes metálicos terão propriedades mecânicas mais baixas do que suas contrapartes SLS devido à sua maior porosidade.
- O jateamento de ligantes oferece uma seleção de materiais limitada em comparação com outros processos de impressão 3D.
- As peças são quebradiças em seu estado verde, o que significa que você só pode imprimir detalhes brutos.
- A maioria das peças com jateamento de ligante requer pós-processamento, o que pode aumentar significativamente os tempos de produção e introduzir imprecisões.
Conclusão
Jateamento de fichário é uma tecnologia rápida e acessível que é ótima para impressões grandes e protótipos coloridos. No entanto é importante ter alguns cuidados na hora de escolher essa técnica para saber mais sobre ela acesse o site.
Para continuar aprendendo sobre o mundo da manufatura acesse o nosso site.
