Perspetiva não exaustiva dos fabricantes de equipamentos de fabricação aditiva por tecnologias propostas

A fabricação aditiva ou impressão industrial em 3D consiste em produzir um objeto real a partir de um modelo digital virtual produzido por software CAD através da adição de material.

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É cada vez mais utilizada na indústria quer seja para a prototipagem rápida ou para a produção de pequenas séries de peças em diferentes setores profissionais, como a medicina (próteses, implantes dentários, etc.), a engenharia aeronáutica ou em todas as indústrias de precisão.

Uma grande variedade de materiais (metais, polímeros, cerâmica, etc.) pode ser depositada, camada a camada, utilizando diferentes processos de configuração da matéria: sinterização, polimerização, etc. A norma ISO 17296-2:2015 listou sete classes de processos diferentes para a fabricação aditiva (additive manufacturing).

Alguns destes processos requerem a utilização de um gás industrial, uma mistura gasosa de árgon, azoto e hélio ou a gama completa de gases de soldadura padrão. Estes gases são escolhidos para desempenhar uma ou várias das seguintes funções:

a segurança (para evitar o risco de inflamação dos pós);
a proteção a alta temperatura contra os efeitos oxidantes da humidade e do oxigénio no ar para todos os processos a laser e arco de plasma, mas também para a operação de sinterização dos pós metálicos;
o resultado e a qualidade ou a reprodutibilidade;
o arrefecimento em relação à acumulação de calor de determinados processos.

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Impressoras para processos de impressão em 3D

Quatro impressoras inserem-se na categoria dos processos de impressão em 3D que utilizam potencialmente gases industriais:

A fusão em leito de pó - ou Powder Bed Fusion (DMLS, SLS, SLM, MJF e DMP) inclui impressoras que utilizam um laser (aplicação de polímeros ou metais) ou um feixe de eletrões EBM (metais).
A extrusão de material (FDM)
O mais conhecido dos processos de fabricação aditiva permite produzir peças a partir de termoplásticos, compósitos, PEEK ou PEI, e agora também a partir de uma mistura em pó associada a um ligante (processo derivado da moldagem por injeção MIM).
A projeção de ligante
Estas impressoras baseiam-se na projeção de um ligante sobre uma camada de pó (polímero - MJP ou metal - Binder Metal Jetting). Este ligante é polimerizado camada a camada. No caso dos pós metálicos, no final da fase de impressão, as peças chamadas "Cruas" ou "Verdes" são ainda muito frágeis. Têm a consistência do chocolate e devem passar por uma fase de extração de ligantes e sinterização num forno adaptado para endurecerem totalmente.
A deposição de material sob fluxo de energia dirigida
Diferentes tecnologias baseadas num laser, plasma, arco, etc.

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Outros processos de impressão em 3D para os quais não há procura de gás incluem os 3 processos seguintes:

A fotopolimerização - ou estereolitografia SLA - inventada por Chuck Hull. Estas impressoras polimerizam um material polimérico líquido fotossensível numa cuba. A operação é realizada camada a camada para obter a peça final.
Os principais fabricantes de equipamentos incluem: STRATASYS, 3D SYSTEMS , etc.
A projeção de polímeros
A Stratoconception que consiste em fazer pilhas completas de camadas de materiais coladas (aplicações: madeira, polímeros, etc.).

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