A impressão 3D redefine o conceito e as possibilidades de fabricação. Esta tendência emergente está proporcionando uma forte concorrência aos métodos tradicionais de fabricação. Uma das razões do seu rápido sucesso é o impressionante acabamento superficial da impressão 3D, que exploraremos em detalhes neste artigo.
Portanto, a discussão se concentrará no acabamento superficial da impressão 3D, nos fatores que o afetam, nos métodos de medição e nas diferentes técnicas para melhorar o acabamento superficial. Fique conosco para obter um guia completo sobre este tópico.
O que é textura de superfície na impressão 3D?
Vamos começar com uma introdução ao conceito de acabamento superficial na impressão 3D. Simplificando, é uma medida qualitativa de quão áspera é a superfície de uma peça após a impressão. Uma superfície muito lisa é considerada “fina”, enquanto uma superfície áspera tem um acabamento superficial “ruim”.
Esta é uma etapa crucial em qualquer processo de fabricação, pois quase todos os produtos possuem requisitos rígidos de qualidade de superfície. Por exemplo, um pedaço de papel não servirá ao seu propósito se for demasiado áspero para escrever e não venderá bem no mercado.
Portanto, alcançar o acabamento superficial desejado é uma prioridade máxima para os fabricantes de impressoras 3D. Geralmente, esse é um processo de pós-processamento que utiliza diversas técnicas, que serão explicadas em breve.
Além disso, o acabamento de peças impressas em 3D é particularmente desafiador devido às propriedades inerentes aos processos de fabricação aditiva. Como as peças são construídas camada por camada, sua superfície consiste em um padrão repetido de saliências e depressões que são formadas, mantendo a integridade da peça necessária. para ser suavizado.
Por que o acabamento da impressão 3D é importante?
Existem vários motivos para definir metas específicas de acabamento superficial para impressão 3D. Essas razões podem ser superficiais e funcionais. Abaixo está uma lista resumida de vários desses motivos.
1. Estética
Um bom acabamento superficial aumenta o valor estético da peça. Isto inclui elementos visuais como cor, textura e robustez (brilhante/mate).
2. Propriedades mecânicas e químicas
Os métodos de acabamento de superfície podem melhorar o desempenho das peças impressas em 3D. Por exemplo, peças metálicas podem ser revestidas para torná-las resistentes à corrosão e condutoras elétricas. Alguns métodos proporcionam resistência a altas temperaturas e ao desgaste em peças destinadas a aplicações difíceis e exigentes.
3. Funcionalidade
Certas aplicações requerem um acabamento superficial específico para funcionar corretamente. Por exemplo, um ajuste por pressão depende muito da qualidade da superfície das peças correspondentes. Portanto, em outros casos, uma superfície rugosa pode ser preferível para melhorar a superfície para uma transferência de calor eficaz.
4. Tolerância de fabricação
Os tratamentos de superfície são frequentemente utilizados no processamento final de impressões 3D para trazer uma peça dentro dos seus limites de tolerância dimensional. Para este efeito, material adicional pode ser removido ou adicionado material adicional.
Que fatores influenciam a textura da superfície durante a impressão 3D?
A impressão 3D é um processo complexo com muitos fatores de influência e peças móveis. Cada um desses fatores influencia o acabamento superficial da impressão 3D de diferentes maneiras. Um engenheiro deve ter um conhecimento sólido disso para saber o que otimizar para obter a superfície de impressão 3D desejada.
1. Processo de impressão 3D
O acabamento superficial na impressão 3D varia significativamente entre as diferentes técnicas de impressão 3D. O FDM, por exemplo, é propenso a problemas como baixa resolução superficial e deformação devido ao seu processo de deposição camada por camada. Métodos baseados em pó, como a impressão 3D SLS, produzem compreensivelmente um acabamento superficial granulado porque as peças são feitas de partículas de pó.
2. Parâmetros da impressora 3D
Os parâmetros da impressão 3D desempenham um papel importante no acabamento superficial final. Por exemplo, quanto menor a espessura da camada (ou resolução), mais lisa será a superfície. A velocidade de impressão, o processo de cura e o enchimento também são fatores importantes que contribuem para a qualidade da superfície.
3. Material de impressão 3D
Os materiais de impressão 3D têm propriedades diferentes e são compatíveis com diferentes métodos. Variações no acabamento superficial também podem ser devidas a limitações e propriedades do material.
4. Qualidade da impressora 3D
O design e a condição das impressoras 3D também afetam a qualidade da superfície. Impressoras baratas não conseguem produzir peças com alta qualidade superficial. Da mesma forma, uma impressora 3D antiga e com manutenção deficiente perderá precisão com o tempo. Os fatores contribuintes incluem a condição dos trilhos e motores da impressora 3D, orientação da estrutura/base, recursos de controle, condição da fonte de energia, etc.
A tabela a seguir compara os recursos de acabamento superficial da impressão 3D do popular processo de impressão 3D.
| Processo de impressão 3D | Rugosidade superficial (Ra) |
| FDM/FFF | 10 |
| SLD/DLP | 3 |
| SLS | 13 |
| PBF | 15 |
Como você mede a textura da superfície na impressão 3D?
A medição da qualidade da superfície na impressão 3D é realizada com um perfilômetro. Este é um dispositivo altamente sensível com uma sonda/caneta pontiaguda que “varre” a superfície deslizando sobre uma parte dela.
Durante esta digitalização, a ponta da caneta captura a forma exata da superfície, que é então usada para calcular o valor da rugosidade da superfície (o equivalente quantitativo do acabamento superficial).
A medida mais comum para avaliar a rugosidade superficial é o valor Ra. Este valor é simplesmente a média aritmética (média) de todas as medições. Isso pode ser melhor compreendido com a figura a seguir.
Métodos comuns para melhorar o acabamento superficial de peças impressas em 3D
Analisamos detalhadamente vários aspectos do processamento de superfície na impressão 3D. Agora chegamos aos vários métodos que os engenheiros usam para manipular peças impressas em 3D.
Essas técnicas variam significativamente em eficácia, custo, requisitos de habilidade e metodologia geral. Abaixo discutimos algumas das mais importantes dessas opções.
1. Moagem
A retificação é o método mais comum de acabamento de impressões 3D. Este é um processo simples de esfregar uma lixa áspera sobre a superfície da peça para alisá-la. Características superficiais imperfeitas, como saliências e cantos afiados, quebram ou são achatadas pelo atrito durante esse processo.
É uma técnica muito prática, pois é muito intuitiva, barata e eficaz e funciona na maioria dos materiais. A lixa vem em diferentes tamanhos de grão que variam em grão. Os grãos grossos têm tamanhos de grão maiores e removem mais material, deixando uma superfície mais áspera.
Normalmente, ao lixar, você começa com uma granulação grossa e depois passa gradualmente para uma granulação mais fina à medida que a superfície fica mais lisa.
Porém, é preciso ter cuidado na hora de lixar, pois é fácil retirar o excesso de material e estragar a peça. Portanto, também é um processo demorado e pode não ser adequado para um trabalho que exige alta produtividade.
O acabamento superficial final da impressão 3D não é brilhante e liso. Em vez disso, tem uma superfície fosca. Para melhorar ainda mais a qualidade da superfície, pode-se utilizar panos de polimento, lixa extrafina ou tinta/revestimento.
2. Usinagem/retificação
Embora a impressão 3D e a maquinação CNC sejam frequentemente retratadas como tecnologias de produção opostas que disputam o domínio da indústria, existem várias áreas em que se complementam. Uma dessas aplicações híbridas é o acabamento de peças impressas em 3D.
Muitos processos de impressão 3D são incapazes de atingir a qualidade superficial fina dos processos subtrativos, como usinagem e retificação.
Portanto, um ciclo final de usinagem/retificação após a impressão 3D é muito comum. É extremamente eficaz quando se trata de manter tolerâncias restritas e superfícies excepcionalmente lisas. Além disso, a usinagem é uma ferramenta versátil, útil em áreas de difícil acesso, como furos internos ou recursos curvos.
Além disso, é compatível com a maioria dos materiais de impressão 3D, tanto de plástico como de metal.
3. Jateamento de pérolas
Shot peening é outra técnica popular de acabamento abrasivo para impressão 3D. Como o nome sugere, pequenas esferas de plástico ou vidro são espalhadas na superfície áspera. O impacto suaviza defeitos superficiais.
Este é um método rápido em comparação com a moagem. Além disso, os grânulos podem ser direcionados para áreas de difícil acesso e superfícies internas lisas que não são facilmente acessíveis com lixa manual.
Normalmente, o jateamento começa com baixa pressão para avaliar a taxa de abrasão. Isto é necessário porque a pressão adicional pode remover material adicional ou danificar a superfície. Com inspeção visual e experiência adequadas, o operador pode aumentar a pressão do jato para otimizar o acabamento superficial da impressão 3D.
Além disso, existem vários outros processos semelhantes, como jateamento de areia, jateamento de granalha e jateamento de água, cada um ligeiramente diferente um do outro.
4. Revestimento
A galvanoplastia envolve a aplicação elétrica de uma fina camada de metal a uma superfície de plástico ou metal. Devido aos seus múltiplos benefícios e facilidade de uso, é um método comum para acabamento de peças impressas em 3D.
Na maioria dos casos, o revestimento melhora diversas propriedades do material da peça. As peças plásticas impressas em 3D são compreensivelmente fracas e propensas a quebrar. Revesti-los com um metal adequado pode aumentar sua durabilidade e resistência ao desgaste e dar-lhes a capacidade de suportar temperaturas mais altas.
Além disso, a galvanoplastia pode fornecer peças metálicas com várias propriedades úteis, como resistência à corrosão e oxidação, soldabilidade e condutividade elétrica.
Além dessas finalidades funcionais, o revestimento também serve como uma excelente forma de melhorar a estética de uma superfície de impressão 3D. Revestimentos metálicos como ouro, prata e cromo conferem às peças uma estética superior.
5. Pintura
A pintura é um processo descomplicado e fácil de entender. Serve ao mesmo propósito que em qualquer outro lugar: melhor óptica. Porque na hora de pintar o usuário tem a oportunidade de escolher praticamente qualquer cor e visual.
Normalmente o processo de pintura é precedido por uma camada de primer e massa. Isso suavizará levemente a superfície, preenchendo lacunas e depressões até certo ponto e preparará melhor a superfície para uma camada (ou camadas) de tinta.
Além disso, a pintura também serve, até certo ponto, ao propósito prático de vedação. Embora não seja um selante no sentido mais estrito, pode atuar como tal em uma função secundária. Dado o problema da porosidade predominante na impressão 3D, este é um efeito benéfico.
Introdução aos serviços de impressão 3D na WayKen
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Diploma
É hora de concluir este artigo. Pretende ser um guia completo para acabamentos de superfície em impressão 3D e esperamos que forneça informações úteis. No entanto, é um tema enorme que evolui cada vez mais a cada dia com a impressão 3D.
Além disso, se você tiver mais dúvidas sobre o acabamento da impressora 3D, leia a seção de perguntas frequentes abaixo ou entre em contato com nossos especialistas para obter orientação.
Perguntas frequentes
Qual processo de processamento de superfície na impressão 3D é o melhor?
Isso depende inteiramente da aplicação. Porque cada método tem suas vantagens e desvantagens e é adequado para uma classe específica de produtos. Se você se preocupa apenas com a estética, a pintura ou revestimento é a melhor opção. Se o seu produto tiver requisitos funcionais como: Tal como a condutividade elétrica, você deve considerar um material adequado para galvanoplastia.
A impressão 3D oferece um melhor acabamento superficial do que o CNC?
Em geral, a usinagem CNC é superior à impressão 3D em termos de rugosidade superficial. No entanto, com as técnicas corretas de acabamento de superfície e seleção de impressora/método, essa diferença pode ser significativamente reduzida.
