MANUFATURA ADITIVA

     Manufatura aditiva é o termo usado para descrever tecnologias de fabricação de objetos tridimensionais por meio de camadas superfinas que são adicionadas umas às outras. Os objetos são projetados em softwares CAD e armazenados em arquivos STL, cuja informação é transmitida aos dispositivos e máquinas que depositam e unem as camadas na medida em que os materiais são transformados.

     A aplicação de tecnologias de manufatura aditiva em processos de fabricação tem inúmeras vantagens. Comparadas a técnicas tradicionais, permitem maior eficiência no uso da matéria prima, com pouco ou nenhum desperdício, o que se traduz em benefícios econômicos e ambientais. Além disso, proporcionam a criação de designs mais complexos e customizados por um custo mais baixo, já que dispensam ferramentas intermediárias como moldes. Ademais, possibilitam que tanto o projeto quanto a fabricação dos objetos seja feita em um intervalo muito menor de tempo.

     Os processos de manufatura aditiva são definidos em 7 categorias, que serão brevemente explicadas a seguir:

Powder Bed Fusion (PBF)

     Traduzindo como fusão de lâminas de pó, os métodos de PBF usam um laser ou feixe de elétrons para derreter e fundir materiais em pó. A figura abaixo ilustra os componentes do processo. Uma camada, normalmente com espessura de 0,1mm, é distribuída na plataforma de construção (build platform) e fundida conforme desejado. A seguir, uma nova camada é distribuída por um rolo (powder roller), e fundida com a camada anterior. Esse processo se repete até que o objeto esteja pronto.

Material Extrusion (extrusão material)

     Nessa técnica, o material é conduzido através de um bocal, onde é aquecido e depois depositado camada por camada na plataforma. O bocal pode se mover horizontalmente e a plataforma se move para cima e para baixo verticalmente após cada nova camada ser depositada. Para obter resultados precisos, é importante que a pressão no bocal se mantenha constante. É uma técnica comumente usada em muitas impressoras 3D domésticas e de baixo custo.

Sheet lamination (laminação de folha)

     Engloba manufatura aditiva ultrassônica (do inglês, ultrasonic additive manufacturing, UAM) e manufatura de objeto laminado (do inglês, laminated object manufacturing, LOM). O processo de UAM utiliza lâminas ou fitas de metais que são unidas através de soldagem ultrassônica, e requer processos de usinagem cnc posteriormente. Já a técnica de LOM utiliza papel como matéria prima e cola adesiva em vez de soldagem, e produz objetos frequentemente usados para fins estéticos e visuais, já que não são adequados para uso estrutural.

Direct energy deposition (deposição direta de energia)

     É um processo de impressão mais complexo, utilizados para fazer reparos ou adicionar partes a componentes já existentes. Uma máquina típica consiste de um bocal anexado a um braço de múltiplos eixos, que deposita o material derretido na superfície especificada, onde se solidifica, e é novamente derretido conforme desejado por um laser ou feixe de elétrons. É uma técnica que se assemelha à de extrusão material, porém o bocal não está preso a um eixo fixo, o que permite que o material seja depositado de qualquer ângulo.

Vat photopolymerisation (fotopolimerização em tina)

     A polimerização em tina utiliza uma tina de resina de fotopolímero líquido, a partir da qual o objeto é construído camada por camada. Uma luz ultravioleta (UV) é usada para curar ou endurecer a resina onde for necessário, enquanto uma plataforma move o objeto sendo feito para baixo após cada nova camada ser curada. O processo, por utilizar matéria prima em forma líquida, pode necessitar de estrutura de suportes durante a fabricação do objeto.

Material Jetting (jateamento de material)

     Técnica que fabrica objetos em um processo similar ao das impressoras 2D à jato de tinta. O material é esguichado na plataforma de construção por meio de um bocal que se movimenta horizontalmente através dela, onde é solidificado camada por camada por luz UV. As matérias primas disponíveis são limitadas, já que o material precisa ser depositado em gotas. Polímeros e ceras são os mais usados.

Binder jetting (jateamento de aglutinante)

     Esse processo utiliza dois materiais, um material em pó e um material aglutinante. O aglutinante funciona como adesivo entre as camadas de pó e geralmente é utilizado em estado líquido. Uma impressora se move horizontalmente ao longo dos eixos das abcissas e ordenadas da máquina e deposita camadas alternadas do material de construção e do material aglutinante.

Referências:
Loughborough University Additive Manufacturing Research Group: About additive manufacturing
GE additive: what is additive manufacturing?

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Por Sofia Chequer
Aluna do primeiro ano de Engenharia Mecânica, buscando contribuir com a transformação e desenvolvimento da indústria brasileira. Apaixonada pela ciência das inovações tecnológicas e pela arte de cozinhar e costurar.