Existem cerca de 10 principais tecnologias de prototipagem rápida, dependendo de como você as resume. Qual você deve escolher para o dispositivo médico que você projeta? Ou talvez você tenha desenvolvido algo para carros, aviões ou um eletrodoméstico. Cada indústria e cada produto têm seus próprios requisitos para protótipos. E você também tem seus próprios pensamentos sobre isso, não é? É apenas para parecer bom mostrar aos investidores? Ou você quer ver se funciona para pular o final e se contentar com algo mais barato, ou talvez faça alguns testes. Eles vão quebrar e quebrar a coisa, ou aquecê-la, ou submergi-la na água.
Para cada um desses produtos e aplicações, existe uma tecnologia mais adequada para criar o protótipo. Se eu comparasse todos os métodos em um artigo agora, o artigo levaria uma hora para ser lido. E ninguém tem tempo para isso hoje em dia. Então vamos ficar com duas técnicas que cobrem cerca de 30% do mercado de prototipagem. Prototipagem SLA e prototipagem SLS para plásticos. Então aqui está a comparação entre a impressão 3D SLA e a impressão 3D SLS.
Desenvolvimento de impressão SLA
SLA ou Estereolitografia é uma das tecnologias mais antigas do mundo da impressão 3D. Foi descoberto no Japão no início dos anos 1980. Dr. Kodama desenvolveu um dispositivo que usava um tanque de polímero líquido e um único laser UV.
O laser endureceu a camada superficial do polímero e mergulhou-a levemente no tanque. Desta forma, o plástico endurecido serviu de base para a próxima camada. Dr. No entanto, Kodama não tinha financiamento suficiente para a sua investigação, por isso perdeu a sua patente.
Em 1884, um grupo de cientistas franceses estava pensando em como fazer uma peça fractal (uma peça geométrica muito complexa e intrincada) para o seu projeto e pensou em um laser que pudesse endurecer polímeros. Apresentaram um protótipo, mas não deram a devida atenção à comercialização e a sua ideia não foi levada a sério.
Também em 1884, o inventor americano Chuck Bell, a terceira pessoa a desenvolver tal método, registrou uma patente para o processo de estereolitografia. Ele pensou cuidadosamente e fundou uma empresa chamada 3D Systems para vender sua ideia. Hoje, a 3D Systems é uma das maiores empresas produtoras de impressoras 3D.
Tecnologia de impressão SLA
Na verdade, existem dois métodos de impressão de SLA. Vamos chamá-lo de SLA direto e reverso.
O método direto é a forma como o SLA foi originalmente inventado. A impressora possui um tanque de polímero líquido e uma placa de base que é uma camada de cura mais profunda que a superfície do polímero. Um laser UV rastreia a seção transversal atual da peça (o programa é escrito para cortar a peça em camadas e gerar o caminho do laser para cada camada) e você obtém a primeira camada curada. Em seguida, a placa abaixa uma altura de camada e uma faca especial se move sobre a superfície do tanque para garantir que o polímero preencha completamente a área acima da placa. Então a próxima camada é curada.
O método reverso difere em termos de orientação e movimento da peça. Aqui a placa de base é transparente e invertida em comparação com o método direto. O laser cura o polímero através da placa e então a placa se move para cima em vez de para baixo. Portanto, você pode comparar esse processo com a retirada lenta de um objeto da água. A única diferença é que no último método o objeto estava originalmente na água. Com a impressão SLA, você cria a partir do líquido do seu tanque.
Descrição e história do SLS
SLS é um processo de impressão 3D semelhante. Foi desenvolvido pelo professor do Texas Carl Deckard. Ele era engenheiro e tentou reduzir o esforço de fundição necessário para a produção em série. Mais tarde, ele vendeu sua patente para a 3D Systems. Posteriormente, a 3D Systems conseguiu usar SLS para pós metálicos, o que também levou a uma revolução na produção de peças metálicas. Hoje esta tecnologia é o método mais utilizado para impressão de peças metálicas. Durante o desenvolvimento descobriu-se que o pó era muito perigoso. É muito fino e fácil de inalar. Portanto, diferentemente do SLA, a tecnologia SLS não é muito adequada para versões desktop amadoras.
Este processo utiliza pó plástico como material principal. Este pó é espalhado na placa de base com uma faca especial. O laser então traça a seção transversal da peça, como acontece com o SLA. A placa de base é então abaixada em uma camada e o pó é distribuído novamente. Bastante parecido com o SLA, não acham?
materiais
SLAEste processo utiliza polímeros que se tornam mais duros quando expostos à luz UV, os chamados fotopolímeros. Existem muitas composições de resinas diferentes, por isso elas são diferenciadas principalmente de acordo com seu uso:
- Resinas padrão. São os mais baratos e têm as piores propriedades mecânicas, mas sua qualidade é muito boa e pode até ser comparada à moldagem por injeção. Alguns deles são transparentes, então você pode fazer protótipos claros, por exemplo, para luzes de carros.
- Resinas técnicas. Eles podem ser usados em protótipos reais e estão disponíveis em formato ABS, resistente ao calor, rígido ou flexível. Eles ainda mantêm um bom acabamento superficial e sua resistência é um pouco melhor.
- Resinas médicas. Entre os fotopolímeros descobertos para impressão SLA, alguns são biocompatíveis de classe I e II, o que significa que podem permanecer em contato com o tecido humano por muito tempo. Essa é uma grande vantagem.
SLS.Esta tecnologia foi usada pela primeira vez com náilon. Ao longo dos anos, outros materiais também foram adaptados para esta tecnologia.
- Nylon. Este é de longe o plástico mais comum no SLS. É muito mais durável, resistente ao calor e mais resistente do que todos os materiais SLA.
- Uretano. É um plástico flexível simples, adequado para fundir peças simples de polímero.
- Cera. A cera a ser utilizada é ideal para a confecção de modelos fundidos. Basta cobrir o modelo com a mistura de moldagem e aquecê-lo até derreter.
pós-processamento
SLA.A principal desvantagem da impressão SLA é que ela possui muitos suportes feitos do mesmo material. Isto torna necessária a realização de operações de corte para remoção dos suportes. Também é necessário limpar a área cortada de todos os vestígios do suporte. Todo o processo é bastante demorado.
Além disso, a parte curada ainda não está totalmente curada. Algumas áreas entre as camadas respondem apenas parcialmente. Portanto, o uso de algumas câmaras de luz UV para curar as peças impressas aumenta sua resistência. Contudo, isto não é absolutamente necessário.
SLS.A peça geralmente apresenta uma qualidade superficial pior após SLS do que após SLA. Portanto, as peças SLS são retificadas e refinadas mecanicamente quando é necessária uma boa qualidade de superfície. Isso leva muito tempo.
Conclusão: o que usar e quando?
No geral, esse processo entrega peças de alta qualidade, mas é muito mais caro que o SLS (com o SLA direto você não pode reaproveitar o plástico líquido que sobrou do tanque, ele não pode ser armazenado por muito tempo, então é melhor manter a impressora carregada) e requer que os suportes sejam removidos. Sua vantagem é a abundância de materiais que podem ser utilizados.
Use SLA para dispositivos médicos, peças transparentes com bom acabamento superficial e alguns modelos moldados por injeção ou fundidos. Use para mostrar seu produto, as peças são muito boas.
O SLS oferece resistência muito melhor e propriedades diferentes do SLA. No entanto, a qualidade da superfície é muito pior (cerca de 2-3 classes inferior). O processo é muito mais barato que o SLA. Você não precisa de nenhuma estrutura de suporte (as camadas anteriores de pó sustentam as camadas superiores) e você pode reutilizar o pó que sobrou do uso anterior.
Use SLS se a peça precisar suportar maior tensão, corrosão ou vibração. Use SLS quando o acabamento superficial não for um problema e o orçamento for baixo. Use-o para você ou para testes.
