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Um produto impresso em 3D é formado a partir de camadas de materiais depositadas a partir de um modelo digital. O envio e outras atividades logísticas podem ser eliminados, resultando em economias de energia de até 60%. Além disso, os usuários podem produzir itens com menos recursos. Economias de custo de até 70% podem ser atribuídas à impressão 3D devido ao prototipagem. Isso contrasta com a fabricação tradicional, que é altamente cara.

Comparação de Tecnologias

O processo de fabricação tradicional envolve injeção, moldagem, usinagem, conformação e junção, o que aumenta o custo do produto. O método tradicional também envolve gastar muito dinheiro em fabricação e envio, o que eleva ainda mais o custo final. O processo de impressão 3D utiliza técnicas como sinterização a laser, jateamento com aglutinante, estereolitografia, polyjet e modelagem por deposição fundida/produção de filamentos fundidos, que são mais dependentes da tecnologia digital e, portanto, resultam em objetos de menor custo. Embora os custos iniciais de configuração sejam mais altos, a impressão 3D se tornou mais acessível do que a mão de obra barata em países em desenvolvimento. Além disso, os custos de impressão 3D continuam a diminuir, levando à possibilidade de ter impressoras 3D em cada lar em breve. Produtos personalizados têm o mesmo preço que produtos produzidos em massa.

Como a fabricação aditiva pode reduzir os custos?

Métodos de fabricação tradicionais, como o moldagem por injeção, exigem produção em massa para equilibrar os custos gerais com ferramentas, montagem e produção. Além disso, a fabricação aditiva tem o mesmo custo independentemente do tamanho do pedido, então esse método é mais barato quando há um pedido pequeno.

Ter um sistema mais adaptável e personalizável

Considerando que os custos de cada unidade adicional são os mesmos, qualquer número de mudanças pode ser feito no produto. No prototipagem, você criaria um protótipo usando impressão 3D e o atualizaria até que estivesse satisfatório. Este é um passo importante antes de passar para a produção em massa. Você também pode usá-lo durante o restante do processo de fabricação, para criar peças únicas que podem ser mais responsivas às suas necessidades, ao progresso na concepção e ao feedback dos consumidores.

Não há custos adicionais associados à complexidade

Ao criar construções mecânicas complexas, são necessárias precisão e habilidade, especialmente ao montar peças complicadas, levando a um aumento correspondente no preço à medida que a complexidade aumenta. A impressão 3D, por outro lado, cria um objeto inteiro em um único passo, em vez de montar componentes um por um. Como resultado, a complexidade não é um custo adicional.

O que é a fabricação tradicional?

Na fabricação tradicional, o material é removido de um lingote ou bloco para obter a forma final usando tecnologias subtrativas.

Os processos de fabricação tradicionais incluem usinagem, moldagem, conformação e junção. Existem quatro principais tipos de tecnologias de fabricação tradicionais para polímeros e compósitos:

A usinagem é o método mais comum de produção para metais, e também é o método mais comum de produção para plásticos de baixo e médio volume. Embora possa fornecer a forma desejada com excelente precisão, tende a desperdiçar material gerando cavacos removidos. Os processos de usinagem mais comuns incluem:

• torneamento
• perfuração
• fresagem
• corte a laser

Desde o advento do usinagem CNC de 5 eixos, a eficiência dessa tecnologia subtrativa aumentou consideravelmente. Apesar disso, os custos de investimento para uma máquina CNC de 5 eixos são muito altos, então a maioria das empresas está equipada com máquinas CNC de 3 eixos ou com furadeiras e fresadoras manuais.

A moldagem é um método muito comum para produzir peças de polímeros termoplásticos. A técnica é extremamente útil para a produção em massa de componentes, mas requer o uso de um molde especialmente projetado. Plásticos são produzidos principalmente em massa por moldagem por injeção, compressão e rotação. Em geral, cerca de 80% dos produtos plásticos duráveis que usamos todos os dias são feitos por moldagem por injeção.

A conformação envolve a prensagem de folhas termoplásticas em moldes personalizados. Dado que essa tecnologia só pode ser usada para fabricar peças de parede fina e com corpo oco, é ideal para protótipos e peças de embalagem. Uma das tecnologias de conformação mais comuns para polímeros é o termoformado. Para criar a peça final, uma folha termoplástica aquecida é esticada sobre a superfície de um molde enquanto a pressão do vácuo puxa a folha para baixo.

Por meio da junção, é possível construir formas complexas a partir de componentes mais simples. Embora sejam relativamente baratos, seu procedimento de junção frequentemente exige a mão de obra manual de um operador, tornando-os ideais para produção em pequenas e médias quantidades. Cada processo de fabricação tem vantagens e desvantagens. Para produzir suas peças, as empresas comumente utilizam métodos de fabricação tradicionais. A fabricação aditiva, também conhecida como impressão 3D, foi adicionada à lista de tecnologias de produção possíveis nas últimas décadas, trazendo novas vantagens.

A impressão 3D é uma alternativa econômica à fabricação tradicional

Prototipagem Rápida

De um design a um protótipo real, os produtos podem ser desenvolvidos mais rapidamente.

Velocidade de Fabricação

A velocidade de fabricação para um grande número de produtos finais é a mesma que para a vantagem anterior.

Armazenagem

Com as tecnologias de fabricação tradicionais, é mais rápido e barato fabricar produtos adicionais que você sabe que precisará eventualmente. Com a impressão 3D, apenas os produtos vendidos precisam ser fabricados, então o estoque excessivo não precisa ser armazenado.

Impressoras 3D podem produzir quase qualquer coisa

Seja que você esteja com desejo de chocolate ou precise de um transplante de órgão, você tem sorte. Originalmente, as empresas de impressão 3D vendiam cartuchos de tinta plástica. Agora, têm tinta feita de açúcar, chocolate, areia, cerâmica, metais e até células vivas para produzir uma infinidade de criações.

Impressoras 3D são o futuro dos negócios de fabricação

As impressoras 3D facilitam a redução de alguns empregos. Não apenas as impressoras 3D são mais produtivas, mas também são mais amigas do meio ambiente. Quando você constrói algo, normalmente sobra restos. As impressoras 3D constroem apenas o que é necessário com base em seus conhecimentos sobre moldes e designs. Como resultado, são mais econômicas e ambientalmente amigáveis. Uma impressora 3D também pode ser usada como uma ferramenta de fabricação produtiva. Ao adquirir uma impressora 3D comercial, é possível projetar produtos maiores e alcançar volumes de produção mais altos.

O que faz a impressão 3D ser melhor do que a fabricação tradicional?

Toda nova ideia no mercado é baseada em inovação. As empresas precisam entender os requisitos de um novo design e os limites que devem ser estabelecidos ao avançar com o processo de avaliação para o desenvolvimento do produto. Tendo desenvolvido o conceito, o próximo passo é avaliar as opções de fabricação disponíveis para encontrar o melhor fornecedor para o novo produto. Mas como escolher a melhor tecnologia de fabricação? Quais são os métodos de processamento para polímeros e compósitos de alto desempenho?

Antes de analisarmos algumas tecnologias de fabricação tradicionais, vamos considerar as diferenças entre a fabricação tradicional e a impressão 3D. A tabela a seguir mostra as principais diferenças entre as duas famílias de tecnologias.

Como a impressão 3D é superior à fabricação tradicional?

Quando uma ou mais das seguintes condições são atendidas, a impressão 3D é um método de fabricação ideal para a produção rápida de peças:

• Produção de pequenos lotes;
• Prazo de entrega curto;
• Localizações remotas;
• Com a fabricação tradicional, os custos aumentam com a complexidade;
• Redução das peças em estoque, armazém digital.

Empresas inovadoras utilizam a impressão 3D para reduzir o tempo de colocação no mercado ao acelerar a prototipagem, diminuindo assim os custos associados ao desenvolvimento do produto.

Quer você administre um negócio de impressão 3D ou uma fazenda de impressoras, ou mesmo planeje começar um, conhecer os custos operacionais do negócio é imperativo. Obviamente, o custo de produzir cada peça impressa é um fator importante em qualquer negócio que lida com impressão 3D. Mesmo para os entusiastas, pode ser útil ter uma ideia dos custos antes de embarcar em um grande projeto de impressão.

Precificar impressões 3D parece ser o aspecto mais difícil que as pessoas enfrentam. É crucial abordar cada trabalho de maneira sistemática para que você possa cobrar seu cliente de forma justa, ao mesmo tempo em que obtém lucro suficiente para justificar todo o seu esforço.

Neste artigo, vamos descrever como precificar seus projetos de impressão 3D.

Quanto custa em eletricidade para operar uma impressora 3D?

Uma impressora 3D que utiliza 30A 12V consome no máximo 360 watts (Potência = Corrente x Tensão). Uma impressora com uma cama quente de 205 graus Celsius e uma cama aquecida de 60 graus Celsius usa 70 watts por hora, o que equivale a 0,7 kWh para uma impressão de 10 horas. Impressoras 3D típicas funcionam por oito horas ou mais por dia. Impressoras FDM a base de filamento funcionam por 2-3 dias, o que significa que a impressora funciona continuamente por mais de 24 horas. A impressora 3D média consome 50 watts por hora. Devido à natureza contínua da impressão FDM, muita energia é consumida. Isso pode resultar em uma conta de energia elétrica alta. Outras impressoras requerem 120 volts para aquecer suas camas de impressão. Portanto, precisa de uma fonte de alimentação de 600 watts por hora para aquecer e atingir o pico da cama.

Taxa de Mão de Obra

Para começar, você deve determinar o valor do seu tempo. Dependendo do seu nível de habilidade, isso pode variar de 10 a 50 $ (ou mais!). Além disso, você deve considerar a oferta e a demanda e ver o que outros estão cobrando em seu setor. Pode ser difícil cobrar mais de 20 $/hora, a menos que você possa justificar isso.

Taxa da Impressora

Devido à natureza lenta da impressão 3D, mesmo pequenas mudanças na taxa horária da sua impressora terão um impacto significativo na sua cotação. Muitas pessoas ficam surpresas com a baixa desse número em geral. Por exemplo, não é incomum cobrar 3 $ por hora para suas impressoras. Recomendo preencher este item por último e, em seguida, observar como isso afeta o preço final da peça à medida que você ajusta. Usando essa abordagem, você pode garantir que seus preços estejam alinhados com o que um cliente pode estar disposto a pagar.

Tempo de Design

Sempre que você estiver fazendo trabalho de design para um projeto, deve calcular quanto tempo levará para concluir toda a modelagem 3D. Você pode achar isso difícil no início, mas à medida que pratica, você se tornará mais hábil em fazer estimativas de design. À medida que seu portfólio cresce, você pode usar informações reais de trabalhos passados que você completou para fazer suposições educadas com base no que sabe agora. Seus preços se tornarão mais competitivos à medida que você se tornar mais proficiente em modelagem 3D.

Tempo de Fatiamento (Programação)

É vital levar em consideração o tempo necessário para importar seu modelo para o seu fatiador e ajustar as configurações, não importa se você projetou o modelo ou o recebeu de um cliente. Dê a si mesmo tempo suficiente para programação para garantir que você possa produzir uma impressão de qualidade que o cliente apreciará. Se suas impressoras tiverem perfis comprovados, isso pode levar menos de 10 minutos. Modelos de maior complexidade podem exigir horas em que vários parâmetros são ajustados.

Tempo de Impressão

Para agendar e informar seu cliente sobre os prazos, é imperativo que você estime o tempo de impressão com precisão. Não há nada que deixe um cliente mais infeliz do que descobrir que seus itens levarão uma semana a mais do que o prometido. Se o seu cliente lhe fornecer um arquivo com antecedência, você pode colocá-lo em seu fatiador e obter uma estimativa rapidamente. Você pode estimar com base em projetos similares que você já trabalhou no passado, se não tiver acesso ao arquivo. Para uma estimativa mais precisa, você também pode usar sites de compartilhamento de arquivos e itens semelhantes que outros fizeram para você.

Tempo de Pós-processamento

Muitas vezes, mesmo quando sua impressora termina, seu projeto ainda está incompleto. Não é sempre necessário remover todos os suportes, enquanto outras vezes você pode precisar pintar e lixar por horas. Cada projeto variará nesse aspecto, mas é importante manter essa etapa em mente. É um erro comum não incluir essa parte em sua cotação, pois isso desvaloriza seu tempo.

Custos de Pós-processamento de Peças

Após uma impressora ter terminado de imprimir uma peça, são incorridos custos de pós-processamento. Na maioria dos casos, você precisa deixar a peça esfriar e depois retirá-la da superfície de impressão com uma espátula. Se alguma marca foi deixada em uma peça com um suporte ou uma balsa, devemos removê-las cuidadosamente.

O acabamento mais fino também pode ser alcançado usando uma lima, uma faca para remover pedaços de plástico restantes e imperfeições. Além disso, é possível pós-processar a peça com técnicas mais avançadas, como lixamento, pintura, cobertura com epóxi, colagem, etc. As possibilidades de pós-processamento são infinitas, mas todas elas exigem muito tempo da pessoa responsável.

Custos Diversos

Qualquer informação que não se encaixe em outra categoria será reunida aqui. Um número qualquer de fixadores ou inserções a quente pode ser usado no projeto. Embora alguns projetos possam não precisar de acabamentos finais, manter isso em mente evitará que você se esqueça de itens importantes.

Custos de Impressão por Hora

Os custos de impressão por hora são um dos fatores mais importantes a considerar ao estimar o custo da impressão 3D. Nestes custos, incluímos todos os custos proporcionais ao número de horas que a máquina imprime nossa peça. Isso inclui:

Custo de Amortização da Máquina. Para calcular o custo de usar qualquer equipamento, é comum usar a amortização ou depreciação, assumindo que desgastamos ou consumimos o equipamento à medida que o usamos. Outra forma de pensar sobre a amortização é dividir o custo total do equipamento entre as peças que faremos com ele, para que depois de algum tempo o tenhamos “amortizado”. Para calcular a amortização, divida o preço da impressora pelo número de horas que será usada até ser amortizada.

Custo da Eletricidade. Os proprietários de impressoras 3D costumam se preocupar com o consumo de energia de suas impressoras, no entanto, a verdade é que a eletricidade é um dos insumos mais baratos ao calcular o custo da impressão 3D. Baseado em nossos cálculos (o kWh a 0,15€ e uma impressora que consome 500W), o preço é apenas 8 centavos de euro por hora.

Custo do Operador. Este é o custo de ter uma pessoa supervisionando a impressão. Não é relevante para uma empresa que não está exclusivamente dedicada à impressão 3D, já que as impressoras são autossuficientes e podem imprimir sem supervisão constante. O custo mais significativo, no entanto, é a mão de obra, pois temos um único funcionário constantemente disponível para colocar, retirar, manter e monitorar todas as impressoras.

Custo de Manutenção

Às vezes, é negligenciado que a manutenção é uma parte importante da operação das impressoras 3D. Como um sistema mecânico, as impressoras requerem manutenção periódica, assim como carros e máquinas CNC.

Com frequência, as partes móveis da máquina precisam ser limpas e lubrificadas, componentes como a superfície de impressão ou o extrusor precisam ser renovados ou componentes danificados precisam ser substituídos. A impressora pode ser mantida pela pessoa responsável ou pelo fabricante, que oferece planos de manutenção e garantia.

Custos de Erros

Não importa o quão boa seja sua impressora 3D, você terá que descartar peças de vez em quando devido a erros de impressão, atolamentos, erros de fatiamento, falta de filamento…

As impressoras evoluíram muito e estão se tornando mais confiáveis e fáceis de usar, mas sempre haverá uma taxa de erros na impressão, especialmente quando não se dedica tempo suficiente à manutenção. A fatiadora também contribui para muitos erros. Geralmente decidimos a orientação ideal de impressão quando vemos uma peça e depois a imprimimos. Alguns detalhes não são impressos corretamente com essa orientação, ou com os parâmetros de fatiamento que selecionamos, então precisamos repetir a impressão com uma configuração diferente.

Custo de Treinamento

O treinamento é outro custo frequentemente negligenciado, mas é muito importante se quisermos maximizar os benefícios da impressão 3D em nosso negócio.

Em um mundo ideal, os funcionários deveriam ser treinados sobre como explorar a tecnologia, desde a fase de design para impressão 3D até a operação e manutenção da máquina. Existem muitas empresas e treinadores que oferecem cursos online e presenciais, e cada vez mais fabricantes de impressoras estão oferecendo cursos introdutórios na compra da máquina.

Percentual de Lucro Adicional

O que geralmente é a última etapa do cálculo do preço de uma impressão 3D é adicionar um determinado percentual sobre o preço do material, do tempo de impressão e do trabalho manual combinados. Por exemplo, se o custo do material, do tempo de impressão e do trabalho manual for 20 $ e seu percentual de lucro for 10 %, o preço total de uma impressão seria 22 $.

Como calcular o custo dos materiais para impressão 3D?

Na impressão 3D, este é um custo recorrente importante. Em grande parte, a qualidade do material de impressão determina como o modelo 3D ficará. Vamos examinar alguns dos materiais de impressão mais populares.

Custo dos Materiais de Impressão FDM

As impressoras FDM utilizam filamentos termoplásticos. Na impressão, os filamentos são selecionados com base em sua resistência, flexibilidade e condições. O preço desses filamentos é determinado pela qualidade do filamento.

Os filamentos mais populares são PLA, ABS e PETG. Eles são utilizados pela maioria dos entusiastas de FDM devido ao seu baixo preço (cerca de 20 a 25 dólares por bobina). Há várias opções de cores disponíveis. O PLA é um dos filamentos mais fáceis de imprimir, mas pode ter a desvantagem de ser muito frágil ou fraco para algumas aplicações. As peças podem ser fortalecidas através de configurações como densidade de preenchimento, número de paredes periféricas ou até mesmo a temperatura de impressão. Podemos optar por materiais mais fortes se isso não fornecer força suficiente. Também estão disponíveis filamentos especializados, como os de madeira, que brilham no escuro, Amphora, filamentos flexíveis (TPU, TCU), etc. Esses filamentos são usados para projetos especiais que exigem esses tipos de materiais, portanto, seus preços estão acima da média. Também temos filamentos de alta qualidade, como os metálicos, em fibra e PEEK. Esses são filamentos caros que são usados em situações onde a qualidade e a resistência do material são críticas. Os preços variam de 30 a 400 dólares por quilograma.

Custo dos Materiais de Impressão SLA

As impressoras SLA utilizam resina fotopolimérica como material de impressão. A resina é um polímero líquido que endurece quando exposto à luz UV. Existem muitos tipos de resinas, que vão desde resinas padrão de nível básico até resinas de alto desempenho e até resinas dentárias usadas por profissionais. Algumas das resinas mais populares no mercado são a Anycubic Eco Resin e a Elegoo Water Washable Resin. As resinas permitem que o material cure rapidamente, permitindo uma impressão mais rápida. O comprador também pode escolher entre uma variedade de cores. Os preços variam de 30 a 50 dólares por litro. Também existem resinas para aplicações especiais, como impressão dentária 3D e cerâmica. As resinas podem ser usadas para imprimir desde coroas dentárias até peças 3D infundidas com metal. O custo dessas resinas pode variar de 100 a 400 dólares por litro.

Custo dos Materiais de Impressão SLS

As impressoras SLS utilizam mídias em pó. O pó padrão para uma impressora SLS é o nylon PA12, que custa entre 100 e 200 dólares por kg. Os custos do pó podem chegar a até 700 dólares por kg para impressoras SLS metálicas, dependendo do tipo de metal.

Quanto Custam os Consumíveis para Impressão 3D?

A eletricidade, os custos de manutenção, etc., também contribuem para o preço do modelo 3D. Os custos são determinados pelo tamanho da impressora, frequência de impressão e tempo médio de operação. Aqui estão alguns consumíveis para essas impressoras.

Custo das Peças Consumíveis FDM

As impressoras FDM contêm muitas peças móveis, portanto, muitas peças precisam ser trocadas e mantidas regularmente para o funcionamento adequado das máquinas. Uma dessas peças é a cama de impressão.

A cama de impressão é onde o modelo é montado. Para garantir que o modelo grude bem na cama durante a impressão, a cama é coberta com um adesivo. Esse adesivo pode ser fita para impressora ou um tipo especial de fita conhecida como fita Kapton.

O custo médio da fita para impressora é de 10 dólares. Muitas pessoas usam bastões de cola para uma boa adesão à cama.

Em vez disso, você pode optar por uma Superfície Magnética Flexível que tem uma excelente adesão sem precisar de substâncias adicionais. Quando recebi a minha, fiquei surpreso com a eficácia dela em comparação com a cama padrão.

Outra peça que precisa de manutenção periódica é o bico. Devido ao calor extremo que suporta, o bico deve ser trocado a cada 3 a 6 meses para evitar uma má qualidade de impressão e erros de impressão.

Outra peça é a correia de sincronização. Esta é uma peça importante que impulsiona o cabeçote de impressão, portanto, é necessário atualizá-la e trocá-la para evitar perda de precisão. O preço médio de uma nova correia é de 10 dólares, embora não precise ser trocada com frequência.

Custo das Peças Consumíveis SLA

Para impressoras SLA, a manutenção muitas vezes envolve a limpeza das fontes de luz com uma solução de álcool para evitar acúmulos de sujeira que possam reduzir a qualidade da luz. Mas ainda assim, algumas das peças precisam ser verificadas ou trocadas periodicamente.

O filme FEP é uma delas. O filme FEP é um filme antiaderente que permite que a luz UV cure a resina líquida sem que ela grude no tanque. O filme FEP precisa ser substituído quando estiver dobrado ou deformado. O preço de um pacote de filmes FEP é de 20 dólares.

A tela LCD da impressora também precisa ser substituída porque o nível intenso de calor e os raios UV a danificam com o tempo. O tempo aconselhável para trocar a tela é a cada 200 horas de trabalho.

Com os novos lançamentos e desenvolvimentos de impressoras 3D, existe a nova tela LCD monocromática que pode durar cerca de 2.000 horas sem precisar de substituição. Por isso, é uma boa ideia investir em impressoras 3D um pouco mais caras em alguns casos.

Custo das Peças Consumíveis SLS

As impressoras SLS são máquinas complexas e caras com partes de alta potência, como lasers. A manutenção dessas máquinas é melhor realizada por profissionais qualificados, o que pode ser muito caro.

Para manter as impressoras em condições ideais, a manutenção preventiva periódica, como limpeza, lubrificação e calibração, deve ser realizada regularmente. Isso pode aumentar os custos com mão-de-obra.

Minha própria experiência mostra que até mesmo a resolução de problemas pode levar muito tempo se algo der errado ou se você atualizar algo sem seguir de perto um tutorial.

Quanto Custa uma Impressora 3D?

O custo da impressão 3D é amplamente determinado pelo custo de aquisição da impressora 3D.

Vamos ver os custos de algumas das tecnologias de impressão mais populares em diferentes faixas de preço.

Impressoras FDM 3D

As impressoras FDM são algumas das mais populares no mercado devido ao seu baixo custo. Ofertas econômicas como a Ender 3 V2 começam em 270 dólares. Esse preço relativamente baixo a torna popular entre amadores, estudantes e até mesmo profissionais da impressão 3D.

Impressoras FDM econômicas produzem uma boa qualidade de impressão pelo preço, mas para impressões mais profissionais, você precisará atualizar para uma impressora de mesa mais cara. A Prusa MK3S é uma delas.

Com um preço de 1.000 dólares, ela se situa na faixa entre custo e desempenho, oferecendo um maior volume de impressão e uma qualidade de impressão profissional a um preço razoável.

Impressoras FDM industriais de grande volume, como a BigRep ONE V3 da Studio G2, estão disponíveis, mas o preço de 63.000 dólares certamente a coloca fora do alcance da maioria dos consumidores.

Ela tem um volume de construção de 1005 x 1005 x 1005 mm, pesando cerca de 460 kg. Esta não é a impressora 3D habitual, em comparação com o volume de construção padrão de 220 x 220 x 250 mm.

Impressoras SLA & DLP 3D

Impressoras baseadas em resina, como SLA e DLP, são usadas por quem deseja uma qualidade de impressão e velocidade ligeiramente melhores do que o que as impressoras FDM oferecem.

Impressoras SLA baratas como a Anycubic Photon Zero ou a Phrozen Sonic Mini 4K estão disponíveis na faixa de 150 a 200 dólares. Essas impressoras são máquinas simples voltadas para iniciantes.

Para profissionais, unidades de mesa como a Peopoly Phenom estão disponíveis pelo impressionante preço de 2.000 dólares.

Outra impressora SLA respeitável é a Anycubic Photon Mono X, com um volume de construção de 192 x 112 x 245 mm, a um preço bem abaixo de 1.000 dólares.

Impressoras como essa são usadas para criar impressões grandes e detalhadas que os modelos econômicos não conseguem lidar.

Impressoras SLS 3D

As impressoras SLS são as mais caras desta lista. Elas custam mais do que uma impressora 3D média, com unidades de nível de entrada como a Formlabs Fuse custando 5.000 dólares. Essas unidades caras podem não ser capazes de acompanhar as exigências da impressão industrial. Modelos em grande escala, como a Sintratec S2, são ideais para isso, com uma faixa de preço de cerca de 30.000 dólares.

A impressão 3D é barata ou cara?

A impressão 3D é barata?

O hobby da impressão 3D já não é caro nem de nicho. Na última década, os avanços na manufatura aditiva reduziram significativamente o custo da impressão 3D. Por cerca de 200 dólares, você pode obter uma impressora 3D econômica.

O preço da impressão 3D é afetado pelo tamanho, complexidade e propósito do modelo, uma vez que você tem uma impressora 3D. Em muitos casos, esses fatores determinam o tipo de impressora, a tecnologia de impressão e os materiais a serem utilizados.

Embora impressoras 3D grandes sejam ideais para impressões grandes, você pode, na verdade, separar os modelos, organizá-los na placa de construção e depois colá-los juntos.

Entre os entusiastas de impressoras 3D, especialmente para modelos de personagens e figuras, essa é uma prática bastante comum.

No extremo econômico do espectro estão tecnologias como FDM e impressoras SLA a resina. Devido ao seu custo relativamente acessível e simplicidade, essas impressoras são populares entre os iniciantes. Geralmente são usadas para fins estéticos em vez de funcionais.

Esses modelos econômicos podem produzir uma qualidade de impressão bastante boa. A NASA até usou essas impressoras para criar modelos funcionais a bordo de espaçonaves para astronautas. No entanto, a qualidade não pode ser muito alta.

Se você deseja uma melhor qualidade, provavelmente precisará atualizar sua impressora.

Para aplicações industriais e funcionais, são necessários materiais melhores e maior precisão. Nesse nível, são usadas impressoras de alto nível, como as SLS. Você obtém impressões de alta qualidade com grande precisão e exatidão com essas impressoras.

Seus preços geralmente estão fora do alcance do consumidor médio.

Nas aplicações industriais certas, a impressão FDM é definitivamente útil, até mesmo para a colocação de concreto na construção de casas.

Consumíveis também somam ao custo dos modelos 3D. Custos recorrentes incluem materiais de impressão, atualizações, substituições, eletricidade e custos de acabamento, como revestimentos em spray ou lixa.

Os consumíveis para tecnologias de impressão de alto nível custam mais do que aqueles para seus equivalentes econômicos.

Para os entusiastas que imprimem modelos em casa, uma impressora 3D de mesa econômica provavelmente será adequada.

Seus materiais de impressão são baratos, exigem apenas uma quantidade mínima de consumíveis como eletricidade e são muito fáceis de usar.

Manter os preços baixos requer obter uma impressora 3D de alta qualidade, que pode custar um pouco mais do que essas opções muito econômicas.

A impressão 3D é rentável para fabricar coisas?

Fabricar objetos com impressão 3D é rentável. Modelos ou objetos comuns podem ser facilmente fabricados e personalizados com uma impressora 3D. Consequentemente, isso ajuda a reduzir o custo desses objetos e a agilizar a cadeia de suprimentos. São especialmente rentáveis se combinados com habilidades em CAD.

No entanto, a impressão 3D não escala bem. Atualmente, a impressão 3D só é rentável em comparação com métodos tradicionais quando se trata de fabricar objetos pequenos em lotes pequenos devido às limitações tecnológicas atuais.

A rentabilidade da impressão 3D diminui à medida que os modelos aumentam em tamanho e quantidade.

Em termos de impressão 3D e seu efeito nas indústrias, um fato muito interessante é como ela dominou o mercado de aparelhos auditivos.

Para objetos especializados que podem ser personalizados para cada indivíduo, a impressão 3D é perfeita. Mais de 90% dos aparelhos auditivos fabricados hoje são feitos usando impressoras 3D desde que a impressão 3D foi adotada na indústria de aparelhos auditivos.

A indústria de próteses também avançou muito, especialmente para crianças e animais.

Dependendo da indústria, a impressão 3D pode ser uma maneira muito rentável e rápida de fabricar muitos objetos. À medida que a tecnologia avança em digitalização 3D e software, o processo de criação de designs está se tornando muito mais fácil.

Com centenas de impressoras 3D de grau industrial para negócios e manufatura, não é fácil encontrar a melhor opção para suas necessidades. Seja que você esteja comprando sua primeira impressora ou sua décima, avaliar a tecnologia mais recente e as empresas mais novas pode ser um desafio.

Seu primeiro passo deve ser entender suas necessidades, depois aprender sobre a tecnologia de impressão 3D e, finalmente, reduzir sua busca para selecionar os fabricantes. Além disso, você precisará solicitar e avaliar impressões de amostra, entender os fatores que contribuem para o custo e, em seguida, criar um caso de negócios para a alta administração.

Planeje a compra da sua impressora 3D com base em um caso de negócios

Descubra por que você quer uma impressora antes de decidir qual comprar. Quais necessidades empresariais a impressão 3D vai atender, quais objetivos estratégicos a impressão 3D ajudará sua empresa a alcançar ou quais novas oportunidades a impressão 3D apresentará para sua empresa? Relacione essas necessidades com o plano estratégico geral da sua empresa e detalhe-as claramente em uma proposta de impressão 3D projetada para captar a atenção da gestão. Considere estas perguntas ao determinar seus objetivos de compra da impressora.

Você deseja comprar uma impressora 3D para:

• reduzir custos de prototipagem ou de ferramentas?
• tornar as iterações de prototipagem ou as impressões de peças de produção mais rápidas?
• produzir peças de reposição no local, no momento da necessidade?
• melhorar sua eficiência geral de produção?
• obter uma vantagem competitiva ao levar novos produtos ao mercado mais rapidamente?
• imprimir peças únicas que não podem ser feitas de outra forma?
• reduzir custos ou desperdícios de materiais?
• manter o desenvolvimento da sua propriedade intelectual internamente?
• oferecer produtos personalizados aos clientes (como na saúde ou produtos de consumo)?

Para estabelecer seus critérios de seleção de impressoras, você precisa determinar quais necessidades empresariais sua impressora atenderá. Você pode encontrar ao longo do caminho impressoras e materiais que ajudarão com problemas que você não sabia que tinha e abrir a porta para novas oportunidades que você não havia imaginado.

Veja como as empresas estão aproveitando a impressão 3D hoje em dia

É útil encontrar empresas que enfrentaram os mesmos desafios de compra de impressoras que você está enfrentando agora para definir melhor suas necessidades. Estudos de caso são uma excelente maneira de aprender como empresas semelhantes tomaram decisões de compra. Você pode encontrar estudos de caso nos sites dos fabricantes, embora eles possam ser um pouco tendenciosos.

Contrate um consultor que possa ajudá-lo com a impressão 3D

O processo não precisa ser realizado apenas por você. Além dos revendedores de impressoras, consultores de impressão 3D estão disponíveis para orientá-lo no processo de avaliação das suas necessidades e na avaliação das suas opções.

Muitos fabricantes de impressoras criaram subsidiárias de consultoria, como Additive Minds 3D Printing Consulting da EOS e AddWorks da GE. Além disso, os suspeitos habituais em consultoria empresarial, como Deloitte, PwC e EY, fornecem especialistas em manufatura aditiva, bem como pesquisas e cúpulas industriais úteis.

Também existem várias empresas de consultoria independentes menores que se especializam em setores (como saúde e automotivo) ou aplicações (como protótipos, peças de reposição metálicas, etc.) que se encontram dentro do espectro de manufatura aditiva.

O que você precisa saber antes de comprar uma impressora 3D

Ao longo dos anos, a tecnologia de impressão 3D, os materiais e o software evoluíram continuamente. Mesmo se você tiver um conhecimento básico sólido, mantenha-se atualizado.

Tipos de Impressoras 3D

Você pode ainda não saber qual tipo é o mais adequado para você, então é importante se familiarizar com os diferentes tipos de tecnologias de impressão 3D.

Tipos de Materiais

Há uma enorme gama de materiais que você pode imprimir em 3D, desde titânio até papel e tudo o que há entre eles. Consulte esses artigos para ver o que é mais comumente impresso com quais materiais. Você também deve se familiarizar com o custo geral dos materiais, que pode variar amplamente, e se deseja uma impressora que imprima com materiais de terceiros ou apenas com aqueles do fabricante.

Tipos de Software para Design Digital e Impressão

Embora você já possa estar familiarizado com a gama de software utilizados para design digital, como AutoCAD e SolidWorks, a impressão 3D tem algumas aplicações e formatos de arquivos únicos que você deve dominar se quiser aproveitar ao máximo suas impressões.

Principais Marcas de Impressoras 3D Profissionais e Industriais

Já não há uma distinção clara entre uma impressora 3D para consumidores e uma usada em um ambiente empresarial ou de manufatura. Muitos fabricantes de impressoras populares entre os consumidores, incluindo Ultimaker e Formlabs, fizeram a transição para mercados profissionais enquanto mantêm sua facilidade de uso. Os avanços na tecnologia também permitiram que impressoras poderosas ocupem menos espaço. Em resumo, mantenha-se flexível.

Em alguns relatórios da indústria, qualquer coisa abaixo de 5.000 dólares não é considerada uma máquina “industrial”, mas isso pode ser enganoso. Usar etiquetas como industrial ou profissional não reflete necessariamente os padrões da indústria, capacidades ou níveis de características, então sinta-se livre para ser cético em relação às suas aplicações.

Quando você reduzir sua busca de impressoras usando critérios detalhados do que você precisa, é provável que encontre uma ampla gama de faixas de preço de impressoras de uma longa lista de fabricantes.

Veja como solicitar uma impressão de amostra confiável

Você pode não conseguir ver uma grande máquina industrial em ação sem visitar o fabricante, um cliente ou uma feira comercial, mas você sempre pode solicitar impressões de amostra.

Peça aos fabricantes que imprimam uma amostra de uma peça que seja representativa das suas necessidades de impressão típicas, e resista aos fabricantes que tentem ditar sua impressão de amostra. Certifique-se de solicitar uma amostra de impressão que reflita com precisão a complexidade e o material das peças que você pretende imprimir. Ao comparar diferentes modelos do mesmo fabricante, solicite a mesma impressão de ambas as máquinas (quando possível).

Você está pronto para prosseguir se já tiver um modelo CAD da sua peça. Pode ser necessário contratar uma empresa de design industrial para digitalizar sua peça e criar um arquivo digital se ele não existir digitalmente.

O fabricante deve fornecer um relatório indicando exatamente quanto tempo levou para concluir a peça, qual pós-processamento foi necessário (se houver) e quanto material foi utilizado. Usando essas informações, você pode estimar 1) quantas impressoras você precisa para atingir suas metas de produção, 2) quanto custo de material você deve orçar e 3) qual equipamento adicional você pode precisar.

Teste Sua Peça de Amostra

Revise a funcionalidade, peso, sensação e resistência das suas impressões, bem como qualquer outra característica crítica para suas necessidades. Você também pode compartilhá-la com o pessoal que trabalhará nela para obter feedback. Compare peças de amostra de vários fornecedores e submeta-as aos mesmos testes e avaliações.

Despesas não antecipadas

Para tomar uma decisão de compra informada, é importante saber como calcular o custo total de uma impressora 3D. O preço de etiqueta da sua máquina é apenas um fator a considerar.

Ao estimar o valor do seu investimento final, leve em conta os custos de:

• a impressora
• materiais, incluindo se você está obrigado a comprar materiais do fabricante ou pode comprar materiais de terceiros
• equipamento adicional necessário, como um forno para sinterizar peças metálicas ou uma estação de lavagem e cura para peças de resina
• equipamento opcional, como um sistema de monitoramento de impressões
• um espaço de produção, que pode exigir ventilação especial, pias, mesas, etc.
• assinatura de software além dos programas padrão de design e fatiamento, que podem incluir software de simulação
• treinamento do pessoal, incluindo designers, engenheiros e maquinistas
• instalação e manutenção, o que pode incluir despesas de viagem se o revendedor estiver longe

Os materiais podem aumentar significativamente seu orçamento de impressão 3D. Por muitas razões, é normal subestimar quantas impressões você fará. Uma impressão final satisfatória exigirá muita experimentação. O processo de manufatura aditiva é complexo e envolve muitas variáveis. Apesar de otimizar seu design digital e testá-lo com software de simulação, pequenas inconsistências no acabamento superficial ou nos materiais podem afetar sua impressão final. Além disso, efeitos imprevisíveis podem sempre ocorrer durante o processo de impressão.

Descubra com que frequência as impressoras falham conversando com o fabricante.

Outra razão pela qual você pode subestimar seus custos de materiais é que pode descobrir que a impressão 3D tem mais aplicações do que você originalmente antecipou. Algumas empresas compram impressoras 3D para produzir protótipos e depois percebem seus benefícios para peças de uso final, como ferramentas e dispositivos, ou até mesmo peças de produção.

O preço das impressoras 3D industriais está diminuindo à medida que mais empresas entram no mercado. Além disso, tenha em mente que preço e tamanho nem sempre refletem a qualidade, então compare uma variedade de máquinas.

Onde é o melhor lugar para comprar?

Durante sua jornada de decisão de compra da impressora, você provavelmente trabalhou diretamente com os fabricantes. Em algum momento, eles podem encaminhá-lo para um revendedor local que cuidará das compras, instalações, treinamentos, manutenção, suprimentos, etc. Além disso, você pode comprar máquinas que fazem a transição entre as categorias de consumidor e profissional e que não precisam de instalação ou serviço, através de vários revendedores e vendedores online, incluindo Dynamism, iMakr e MatterHackers.

Pode haver poucos revendedores disponíveis para máquinas maiores, então é importante saber o que esperar deles. Por exemplo:

• Quão bem eles conhecem a máquina?
• Quando ocorrerá a instalação inicial?
• Eles oferecem treinamento?
• Qual é o tempo de resposta para reparos?
• É possível agrupar itens adicionais com a impressora (software, equipamentos de pós-processamento, treinamento) para tornar a oferta mais atraente?

É comum que os fabricantes de impressoras tenham vários revendedores especializados em diferentes setores, como educação superior, setor odontológico e hospitais, que requerem conhecimentos específicos.

Os revendedores dos fabricantes de impressoras apresentarão propostas sobre a mesma oferta se sua empresa ou seu escritório de aquisições governamentais exigir várias propostas para equipamentos importantes. Os revendedores podem negociar seus próprios preços com os fabricantes, mas suas margens de lucro podem ser reduzidas ou eles podem agrupar outros itens ou serviços para tornar suas ofertas mais atraentes.

Os fabricantes hoje também oferecem opções de leasing em vez de compra como uma alternativa ao financiamento.

O processo de fundição por investimento, também conhecido como fundição de precisão ou fundição a cera perdida, envolve a formação de um molde cerâmico a partir de um padrão de cera. Os padrões de cera são feitos na forma exata do item a ser fundido. Cerâmica refratária é usada para revestir esse padrão. Uma vez que o material cerâmico endurecido é virado de cabeça para baixo, a cera derrete e escoa. As cascas cerâmicas endurecidas tornam-se moldes descartáveis para investimento. O metal fundido é vertido no molde e deixado para esfriar. A peça fundida é então removida do molde usado. O processo de “investir” (envolver) um padrão com materiais refratários é chamado de fundição por investimento. As vantagens da fundição por investimento em relação a outros métodos de moldagem incluem detalhes finos e acabamentos superficiais excelentes como fundidos. Fundidos com paredes finas e passagens internas complexas também são possíveis. A fundição por investimento não requer um alívio, como ocorre na fundição em areia.

A qualidade do processo pode produzir fundidos com forma exata ou quase exata, resultando em economias significativas de material, mão de obra e custos de usinagem para o cliente. Pode ser feito com a maioria dos metais comuns, como alumínio, bronze, magnésio, aço carbono e aço inoxidável. Lâminas de turbina, equipamentos médicos, componentes de armas de fogo, engrenagens, joias, cabeças de tacos de golfe e muitos outros componentes de máquinas complexas são fabricados com fundição por investimento.

Uma Descrição do Processo de Fundição por Investimento

Há várias etapas envolvidas no processo de fundição por investimento: construção do molde, fabricação do padrão de cera, criação do molde cerâmico, vazamento, solidificação, desmoldeo e limpeza.

Construção do Molde Metálico

Na fundição por investimento, o padrão de cera e o molde cerâmico são destruídos, então cada fundição requer um novo padrão de cera. Os padrões de cera devem ser fabricados a partir de moldes ou matrizes, a menos que a fundição por investimento esteja sendo usada para produzir um volume muito pequeno (como para trabalhos artísticos ou joias originais).

Ao calcular o tamanho da matriz principal, é importante levar em conta a contração do padrão de cera, a contração do material cerâmico investido sobre o padrão de cera e a contração da própria peça fundida.

Produção do Padrão de Cera

Um padrão de cera é sempre necessário para cada fundição; cada fundição precisa de um padrão de cera.

O molde ou matriz é preenchido com cera quente e deixado para solidificar. Qualquer característica interna pode exigir núcleos. O padrão de cera é uma réplica exata da peça a ser fabricada. A cera é usada em vez de metal fundido neste método, que é semelhante à fundição em matriz.

Criação do Molde

O molde de cera é equipado com um sistema de alimentação (canal, barras condutoras e alimentadores). Vários padrões de cera são anexados a um sistema de alimentação central de cera para formar uma montagem em forma de árvore para fundições menores. Para introduzir o metal fundido no molde, uma copo de vazamento é normalmente anexado ao final das barras condutoras.

Uma “árvore de padrões” montada é mergulhada em uma mistura de sílica de grão fino. Cada vez que é mergulhada, mais mistura refratária é adicionada. À medida que o revestimento refratário atinge a espessura desejada, é deixado para secar e endurecer; o revestimento seco forma uma casca cerâmica em torno dos padrões e do sistema de alimentação.

Isso é determinado pelo tamanho e peso da peça a ser fundida, bem como pela temperatura de vazamento do metal. As paredes têm geralmente 0,375 polegadas de espessura (9,525 mm). O molde cerâmico endurecido é colocado em um forno e aquecido até que a cera derreta e escoe. Como resultado, é criada uma casca cerâmica oca.

Vazamento

Um molde cerâmico é aquecido entre 1000°F e 2000°F (550°C e 1100°C). O aquecimento fortalece ainda mais o molde, remove qualquer cera ou contaminantes restantes e evapora a água do material do molde.

Enquanto ainda está quente, o metal fundido é vertido no molde – o metal líquido flui para o copo de vazamento, através do sistema de alimentação central e para cada cavidade do molde. O metal flui facilmente através de seções finas e detalhadas devido ao molde pré-aquecido. À medida que o molde e a peça fundida esfriam e encolhem juntos, a peça fundida tem melhor precisão dimensional.

Resfriamento

Depois que o metal foi vertido no molde, ele esfria e solidifica. O tempo que leva para um molde esfriar até um estado sólido depende do material utilizado e da espessura da peça fundida.

Desmoldeo

À medida que a peça fundida solidifica, os moldes cerâmicos se quebram e a peça pode ser removida. Normalmente, os moldes cerâmicos são quebrados manualmente ou com jatos de água. Usando métodos como impacto manual, serragem, corte, queima ou quebra a frio com nitrogênio líquido, as peças fundidas individuais são separadas do sistema de alimentação.

Acabamento

Operações de moagem ou jateamento são normalmente usadas para alisar a peça nos canais e remover imperfeições. Dependendo do metal do qual a peça foi fundida, o tratamento térmico pode ser empregado para endurecer o produto final.

O Melhor Momento para Usar a Fundição por Investimento

Devido à sua complexidade e requisitos de mão de obra, a fundição por investimento é um processo relativamente caro – embora os benefícios frequentemente superem os custos. Quase qualquer metal pode ser fundido por investimento. Normalmente, as peças fundidas por investimento são pequenas, mas o processo pode ser aplicado efetivamente a peças que pesam 75 libras ou mais.

A fundição por investimento pode produzir peças complexas com excelentes acabamentos superficiais. Como as cascas cerâmicas se desprendem da peça ao esfriar, as fundições por investimento não requerem um alívio para remover os componentes dos moldes. Com esse recurso de produção, fundições com ângulos de 90 graus podem ser projetadas sem compensação para contração e sem a necessidade de usinagem adicional. A fundição por investimento produz peças com precisão dimensional superior; peças com forma exata podem frequentemente ser produzidas, e formas acabadas geralmente não requerem usinagem secundária. Para produzir padrões de cera, cada corrida de fundição única requer uma nova matriz. Ferramentas para fundição por investimento podem ser bastante caras; os custos de ferramentas podem variar de $1000 a $10.000, dependendo de sua complexidade.

Para pedidos de grande volume, o tempo e a mão de obra economizados ao eliminar ou reduzir a usinagem secundária facilmente compensam o custo das novas ferramentas. Investimentos em pequenas corridas de fundição são menos propensos a serem recuperados. Se você precisar fazer mais de 25 peças, a fundição por investimento é uma escolha lógica.

Normalmente, leva-se 7 dias para que um padrão de cera se torne uma peça fundida completa; a maior parte desse tempo é gasto na criação e secagem do molde de casca cerâmica. As fundições podem ser produzidas mais rapidamente em algumas fundições que possuem instalações de secagem rápida. A natureza trabalhosa da fundição por investimento afeta mais do que apenas o custo. Como as fundições por investimento possuem equipamentos e capacidade de produção limitados, os prazos de entrega geralmente são longos.

O software ERP de impressão 3D transformará a manufatura

A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, tem causado um grande impacto no mundo da manufatura. Fabricantes inovadores acharão a impressão 3D um investimento atraente devido à sua capacidade de se adaptar rapidamente à customização, bem como à sua alta eficiência de custos.

A crescente sofisticação técnica exige a coleta de informações valiosas sobre o negócio, bem como o monitoramento e controle dos processos. Construir uma infraestrutura bem-sucedida para os fabricantes de impressão 3D exigirá um software poderoso de planejamento de recursos empresariais (ERP).

O que é o planejamento de recursos empresariais (ERP)?

O planejamento de recursos empresariais (ERP) é o processo pelo qual as empresas gerenciam e integram os elementos chave de seu negócio. O ERP inclui a gestão do desempenho empresarial, um software que ajuda a organização a gerenciar suas finanças através do planejamento, orçamento, previsão e relatórios. Os sistemas de gestão de processos empresariais conectam vários processos e permitem o fluxo de dados entre eles. Os sistemas ERP eliminam a duplicação de informações ao reunir os dados transacionais compartilhados de uma organização de diversas fontes em um único banco de dados. Muitas empresas e indústrias utilizam sistemas ERP hoje em dia. O ERP é tão necessário para essas empresas quanto a eletricidade é para manter as luzes acesas.

As aplicações de ERP ajudam as empresas a implementarem o planejamento de recursos integrando todos os processos que precisam para gerir seus negócios em um só lugar. Um sistema de software ERP também pode integrar o planejamento, a compra de inventários, vendas, marketing, finanças e recursos humanos.

Compreendendo o planejamento de recursos empresariais

O sistema de planejamento de recursos empresariais de uma grande organização é como a cola que une seus vários sistemas de computadores. Sem uma aplicação ERP, cada departamento teria seu próprio sistema personalizado. Com o software ERP, cada departamento mantém seu próprio sistema, mas todos podem ser acessados com uma única aplicação.

As aplicações ERP também permitem que os diferentes departamentos se comuniquem e compartilhem informações mais facilmente com o restante da empresa. Ele coleta informações sobre a atividade e o estado das diferentes divisões, tornando essas informações disponíveis para outras partes, onde podem ser usadas produtivamente.

Ao vincular informações sobre produção, finanças, distribuição e recursos humanos, as aplicações ERP podem ajudar as corporações a se tornarem mais conscientes de si mesmas. À medida que as aplicações ERP integram diferentes tecnologias usadas por diferentes partes de um negócio, elas podem eliminar custos duplicados e incompatíveis de tecnologia. Bancos de dados de clientes, sistemas de contabilidade, sistemas de controle de estoque e sistemas de monitoramento de pedidos são frequentemente incorporados em um único sistema.

Ao longo dos anos, os modelos ERP evoluíram do software tradicional cliente-servidor para o software baseado na nuvem, que pode ser acessado remotamente.

Benefícios do planejamento de recursos empresariais (ERP)

O planejamento de recursos empresariais (ERP) é usado pelas empresas por diversos motivos, como expandir os negócios, reduzir custos e melhorar as operações. Os benefícios buscados e realizados por uma empresa podem diferir dos realizados por outra; no entanto, há alguns que vale a pena mencionar.

Integrar e automatizar processos empresariais reduz redundâncias, melhora a precisão e aumenta a produtividade. Os esforços de departamentos com processos interconectados agora podem ser sincronizados para alcançar melhores resultados.

O relatório de dados em tempo real de uma única fonte pode ser benéfico para algumas empresas. As empresas precisam de relatórios precisos e completos para planejar, orçar, prever e comunicar o estado das operações à organização e às partes interessadas, como os acionistas.

Os sistemas ERP ajudam as empresas a acessarem rapidamente informações sobre clientes, fornecedores e parceiros de negócios, resultando em maior satisfação do cliente, tempos de resposta mais rápidos e maior precisão. Os custos associados diminuem à medida que a empresa opera de forma mais eficiente.

Como resultado, os funcionários podem ver melhor como cada grupo funcional contribui para a visão e missão da empresa; uma força de trabalho recém-sinergizada pode melhorar a produtividade e a satisfação dos funcionários. Além disso, os funcionários são liberados de tarefas manuais e monótonas, permitindo que dediquem mais tempo a tarefas significativas.

Quais são os benefícios de um ERP?

Ter um sistema ERP moderno permite um fluxo livre de comunicação em toda a organização, resultando em maiores sinergias entre as linhas de negócios, maiores eficiências à medida que os processos são simplificados e as informações estão prontamente disponíveis para quem precisa delas; e redução dos custos associados à tecnologia desatualizada. A adoção de um ERP pode ser custosa, mas o retorno sobre o investimento (ROI) pode ser rapidamente realizado. Claramente, os benefícios obtidos (por exemplo, maior produtividade e menores custos administrativos) podem superar em muito os custos de implementação de um ERP.

O que um sistema ERP deve incluir?

Os componentes de um sistema ERP dependem das necessidades da organização. No entanto, há alguns recursos chave que todo sistema ERP deve ter. Um sistema ERP deve ser automatizado — para reduzir erros — e flexível, para que possa ser alterado à medida que a empresa cresce ou muda. Os dispositivos móveis estão se tornando cada vez mais populares; portanto, as plataformas ERP devem permitir que os usuários as acessem por meio de dispositivos móveis. Por fim, um sistema ERP deve fornecer um meio para analisar e medir a produtividade. O sistema pode ser integrado a outras ferramentas para melhorar as capacidades da empresa.

O futuro da manufatura aditiva será moldado pelos ERPs

Uma compreensão profunda do mercado de impressão 3D exigirá o uso abundante de mineração de dados e informações. Os sistemas ERP serão necessários para adquirir esses dados e oferecer às empresas as vantagens competitivas de que precisam para liderar a indústria. A impressão 3D exigirá que as empresas que integram ERPs compreendam o custo total dos recursos, incluindo horas de trabalho, materiais e até vendas e marketing.

Os sistemas ERP integrados, como o software ERP Layers app, coletam informações e automatizam processos que podem esclarecer a definição de eficiência na indústria de manufatura aditiva. Uma plataforma de gestão de recursos em toda a empresa é necessária para planejar o crescimento do negócio através de decisões baseadas em dados informados, reduzindo a necessidade de mão de obra manual e aumentando a necessidade de materiais únicos e engenheiros qualificados.

Os ERPs permitirão melhores capacidades de prototipagem

No início, a impressão 3D era especialmente útil para fabricar protótipos ou provas de conceito. Um modelo físico de uma nova ideia (ou melhorias em uma ideia existente) permite aos inventores e inovadores demonstrarem exemplos concretos e tangíveis de suas ideias. Engenheiros e designers podem escalar e adaptar fórmulas para melhorias usando os poderosos módulos de cotação, modelagem e cotação dos ERPs.

Ao encorajar as empresas a experimentarem vários insumos e modelos CAD e compararem os efeitos das mudanças de variáveis no produto final, os ERPs permitirão protótipos mais avançados. Ao vincular ferramentas avançadas de gestão de dados aos custos e insumos de materiais, gerentes e analistas podem facilmente detectar tendências e tomar decisões inteligentes sobre protótipos.

Como o ERP e a manufatura aditiva interagem

O planejamento da produção, o rastreamento de inventários e a análise são partes integrantes das soluções ERP que impulsionam a indústria manufatureira.

Nos próximos anos, a manufatura aditiva e a impressão 3D remodelarão como as empresas usam seus sistemas ERP. A adoção da manufatura aditiva em suas cadeias de suprimentos e operações logísticas afetará os sistemas e a funcionalidade do ERP de várias maneiras.

Planejamento, criação e aquisição de dados de materiais

Uma empresa de manufatura ou distribuição normalmente tem um sistema ERP em vigor para gerenciar suprimentos, compras, inventários, remessas e outros aspectos do movimento de produtos e materiais globalmente. A análise de dados é outro recurso dos sistemas ERP que continuamente melhora as operações simplificando a logística e otimizando as cadeias de suprimentos.

As soluções ERP são capazes de rastrear todos os aspectos da manufatura aditiva, desde a aquisição de matérias-primas até a gestão de inventários (impressoras e materiais) e as relações com fornecedores e acordos de licenciamento necessários para designers e fabricantes. À medida que a impressão 3D se torna mais popular em diferentes tipos de cadeias de suprimentos e indústrias, os sistemas ERP provavelmente evoluirão para incorporar módulos específicos para a criação de materiais e produtos de impressão 3D.

Gestão do tempo e matérias-primas (Gestão e conservação do produto)

Um componente chave da manufatura aditiva é a integração de dados digitais. Os objetos impressos em 3D são criados a partir de imagens digitais ou desenhos escaneados feitos em escala a partir de imagens digitais. Além de gerenciar o inventário e as relações com os fornecedores necessárias para a manufatura aditiva, o software ERP também é muito útil para gerenciar custos e adquirir materiais. Ao analisar os padrões e tendências emergentes nas operações de impressão 3D, os sistemas ERP habilitados com inteligência artificial podem ajudar a manter a eficiência ao longo do processo de manufatura aditiva. Utilizando análises avançadas, visualização de dados e modelagem, o sistema pode fazer previsões para materiais futuros necessários (com base no consumo e uso) e identificar qualquer ineficiência que precise ser abordada em seus processos. Além de reduzir o desperdício de matérias-primas, também economizará tempo e energia na cadeia de suprimentos.

Quase todos os tipos de produtos e processos serão afetados pela revolução da impressão 3D, especialmente em termos de qualidade e custo. Especificamente, os fabricantes aditivos, bem como os fabricantes convencionais interessados em incorporar a manufatura aditiva, podem usar software ERP para incentivar o uso desse processo inovador.

Através da criação do mesmo espaço de trabalho digital e da automação dos processos de fundo de toda a sua operação, sistemas de gestão empresarial como o CSI podem auxiliar toda a sua operação. Definindo os papéis dos usuários e eliminando tarefas monótonas, você pode tornar sua equipe mais valiosa permitindo que eles se concentrem em aprender e entender a manufatura aditiva. Você pode criar uma cultura de chão de fábrica mais aberta quando capacita sua equipe para aprender.

A projeção de ligante é uma técnica de fabricação aditiva na qual uma cabeça de impressão deposita seletivamente um agente ligante líquido sobre uma fina camada de partículas de pó – metal, areia, cerâmica ou compósitos – para criar componentes únicos e de alto valor. Um mapa obtido de um arquivo de design digital é utilizado para repetir o processo de camadas até que o resultado desejado seja alcançado.

Transformando pós industriais em ferramentas e peças

A projeção de ligante é uma família de processos de fabricação aditiva. Na projeção de ligante, áreas do leito de pó são revestidas seletivamente com um ligante, que une área por área para formar peças sólidas uma a uma. Metais, areia e cerâmicas na forma granular são comumente usados na projeção de ligante.

As aplicações da projeção de ligante incluem a fabricação de protótipos em cores (como figuras), a produção de núcleos e moldes de fundição em areia de grandes dimensões e a produção de peças metálicas impressas em 3D a baixo custo.

Para aqueles que pretendem aproveitar ao máximo os benefícios da projeção de ligante, é crucial entender a mecânica básica do processo e como ela se relaciona com suas principais vantagens e limitações.

Projeção de ligante: Como funciona?

O processo de projeção de ligante envolve os seguintes passos:

1. A plataforma de construção é recoberta com pó com a ajuda de uma lâmina de revestimento.
2. Em seguida, um carro equipado com bicos de injeção de tinta (como os usados em impressoras 2D de mesa) passa sobre o leito, depositando seletivamente gotas de cola (agente ligante) para unir as partículas de pó. A projeção de ligante em cores também incorpora esta etapa de distribuição de tinta colorida. Cada gota tem aproximadamente 80 µm de diâmetro, permitindo uma boa resolução.
3. Para recobrir a superfície, a plataforma de construção se move para baixo no final de cada camada. O processo é repetido até que a peça inteira esteja completa.
4. A peça é encapsulada e curada em pó após a impressão. O ar pressurizado é então utilizado para remover o excesso de pó não ligado à peça e limpar a peça.

A maioria dos materiais requer algum pós-processamento. Peças metálicas de projeção de ligante, por exemplo, devem ser sinterizadas (ou tratadas termicamente de outra forma) ou infiltradas com um metal de baixa temperatura de fusão (geralmente bronze). Para melhorar a vivacidade das cores, os protótipos também são preenchidos com acrílico e revestidos. Normalmente, núcleos e moldes de fundição em areia podem ser usados imediatamente após a impressão 3D.

Como resultado, as peças saem da impressora em um estado “verde”. Como peças verdes, as peças de projeção de ligante sofrem de propriedades mecânicas pobres (muito frágeis) e têm alta porosidade.

Características da projeção de ligante

Parâmetros para a impressora

A maioria dos parâmetros do processo na projeção de ligante é definida pelo fabricante da máquina.

Em geral, a altura da camada varia com o material: modelos em cores geralmente têm 100 micrômetros de altura de camada, peças metálicas geralmente têm 50 micrômetros de altura de camada e materiais para moldes de fundição em areia geralmente têm 200-400 micrômetros de altura de camada.

A união ocorre à temperatura ambiente, tornando a projeção de ligante única entre outras tecnologias de impressão 3D. A projeção de ligante não é propensa a distorções térmicas (como warping, DMLS/SLM ou curvamento) que resultam de efeitos térmicos.

Portanto, as máquinas de projeção de ligante têm o maior volume de construção de qualquer tecnologia de impressão 3D (até 2200 x 1200 x 600 mm). Moldes para fundição em areia geralmente são produzidos por essas grandes máquinas. Um sistema de projeção de ligante metálico tem um volume de construção maior que um sistema DMLS/SLM (até 800 x 500 x 400 mm), permitindo a fabricação paralela de várias peças de uma vez. Devido ao passo de pós-processamento envolvido, o tamanho máximo da peça está limitado a 50 mm.

Além disso, a projeção de ligante não requer estruturas de suporte: o pó ao redor da peça fornece todo o suporte necessário (como no SLS). A projeção de ligante difere de outros processos de impressão 3D metálica por não exigir estruturas de suporte extensivas, permitindo a criação de estruturas metálicas de forma livre com restrições geométricas mínimas. Como veremos em uma seção posterior, a projeção de ligante metálico é propensa a imprecisões geométricas devido aos passos de pós-processamento.

Como as peças na projeção de ligante não precisam estar presas à plataforma de construção, todo o volume da construção pode ser utilizado. Portanto, a projeção de ligante é adequada para lotes pequenos a médios. O volume total da construção da máquina (empacotamento de recipientes) deve ser preenchido de forma eficaz para usar ao máximo as capacidades da projeção de ligante.

Projeção de ligante em cores

Assim como a injeção de material, a projeção de ligante pode produzir peças impressas em 3D em cores completas. Devido ao seu baixo custo, é frequentemente usada para imprimir figuras e mapas topográficos.

Os modelos são impressos em cores completas usando pó de arenito ou pó de PMMA. Primeiro, a cabeça de impressão principal projeta o agente ligante, depois uma cabeça de impressão secundária projeta uma tinta colorida. De forma semelhante a uma impressora de tinta 2D, diferentes cores de tinta podem ser combinadas para produzir uma ampla gama de cores.

Para melhorar a resistência da peça e a vivacidade das cores, as peças são revestidas com cianocrilato (super cola) ou um infiltrante diferente após a impressão. Além disso, uma camada secundária de epóxi pode ser adicionada para melhorar tanto a resistência quanto a aparência. Mesmo com esses passos adicionais, as peças de projeção de ligante em cores ainda são muito frágeis e não devem ser usadas para aplicações funcionais.

Um modelo CAD contendo informações de cor é necessário para produzir impressões em cores completas. Você pode aplicar cor aos modelos CAD de duas maneiras: por face ou como um mapa de textura. Adicionar cor a cada face é um processo rápido e fácil, mas usar um mapa de textura oferece um controle e detalhes maiores. Para instruções específicas, consulte o seu software CAD nativo.

O processo de projeção de ligante metálico

Comparado com outros processos de impressão 3D metálica (DMLS/SLM), a projeção de ligante é até 10 vezes mais econômica. O tamanho de construção da projeção de ligante é considerável, e as peças são produzidas sem a necessidade de estruturas de suporte, permitindo a criação de geometria complexa. A projeção de ligante metálico é, portanto, uma tecnologia muito atraente para a produção de metal de baixo a médio custo.

As peças metálicas de projeção de ligante não são adequadas para aplicações de alto nível devido às suas propriedades mecânicas. No entanto, as propriedades do material das peças produzidas são as mesmas das peças metálicas produzidas por moldagem por injeção de metal, que é um dos métodos de fabricação mais amplamente utilizados para produzir componentes metálicos em massa.

O processo de infiltração e sinterização

Para obter boas propriedades mecânicas, as peças metálicas de projeção de ligante requerem um processo secundário após a impressão, como infiltração ou sinterização, uma vez que as peças impressas consistem principalmente de partículas metálicas ligadas por um adesivo polimérico.

Após a impressão, a peça é colocada em um forno, onde o ligante é queimado, deixando vazios. Aproximadamente 60% da peça é porosa neste ponto. Utilizando a ação capilar, o bronze é então injetado nos vazios, resultando em peças com baixa porosidade e boa resistência.

Quando a impressão está completa, as peças são colocadas em um forno de alta temperatura, onde o ligante é queimado e as partículas metálicas são sinterizadas (unidas), resultando em peças com porosidade muito baixa.

Características da projeção de ligante metálico

A precisão e a tolerância do modelo podem variar muito dependendo do modelo e são difíceis de prever porque dependem da geometria. A contração das peças entre 25 e 75 mm é estimada entre 0,8% e 2%, enquanto a contração média de peças maiores é entre 3% e 4%. Durante a sinterização, as peças se contraem aproximadamente 20%. O software de projeção de ligante compensam a contração durante a etapa de design, mas a contração não uniforme pode precisar ser considerada quando o operador da máquina opera a máquina.

Imprecisões também podem ocorrer durante a etapa de pós-processamento. A temperatura da peça aumenta durante a sinterização, o que torna a peça mais macia. Uma área não suportada pode se deformar sob seu próprio peso quando está neste estado macio. Além disso, à medida que a peça encolhe durante a sinterização, há fricção entre a placa do forno e a superfície inferior da peça, causando deformação. Para garantir resultados ótimos aqui, a comunicação com o operador da máquina de projeção de ligante é fundamental.

Peças metálicas de projeção de ligante sinterizadas ou infiltradas terão uma porosidade interna (a sinterização produz peças com 97% de densidade, enquanto a infiltração é de aproximadamente 90%). Isso afeta as propriedades mecânicas das peças de projeção de ligante metálico, pois os vazios podem levar à formação de rachaduras. A fadiga e a resistência à fratura, bem como a elongação à ruptura, são as propriedades do material mais afetadas pela porosidade interna. Processos metalúrgicos avançados (como o prensamento isostático a quente ou HIP) podem ser aplicados para produzir peças com quase nenhuma porosidade interna. Para aplicações em que o desempenho mecânico é crucial, as soluções DMLS ou SLM são recomendadas.

A rugosidade superficial das peças de projeção de ligante metálico é uma vantagem sobre DMLS/SLM. As peças de projeção de ligante metálico geralmente têm uma rugosidade superficial de Ra 6 µm após o pós-processamento, que pode ser reduzida a Ra 3 µm se for utilizado um passo de granalhamento. Comparativamente, a rugosidade superficial das peças DMLS/SLM é de aproximadamente Ra 12-16 µm. Isso é particularmente importante para peças com geometrias internas, como canais internos, onde o pós-processamento é difícil.

Projeção de ligante: Vantagens e limitações

As principais vantagens e desvantagens da tecnologia são resumidas a seguir:

• A projeção de ligante produz peças metálicas e protótipos em cores completas a uma fração do custo em comparação com DMLS/SLM e a injeção de material, respectivamente.
• A projeção de ligante pode fabricar peças muito grandes e geometrias metálicas complexas, pois não é limitada pelos efeitos térmicos (por exemplo, warping).
• As capacidades de fabricação da projeção de ligante são excelentes para produção em lotes pequenos a médios.
• As peças metálicas de projeção de ligante têm propriedades mecânicas inferiores às peças DMLS/SLM, devido à sua maior porosidade.
• Apenas detalhes grosseiros podem ser impressos com a projeção de ligante, uma vez que as peças são muito frágeis em seu estado verde e podem se fracturar durante o pós-processamento.
• Em comparação com outros processos de impressão 3D, a projeção de ligante oferece uma seleção de materiais limitada.

Diretrizes

• Use a projeção de ligante metálico para imprimir peças metálicas a baixo custo, para aplicações que não exigem um desempenho muito alto.
• A projeção de ligante oferece mais liberdade de design do que o DMLS/SLM para peças metálicas impressas em 3D, pois os efeitos térmicos não são um problema durante o processo de fabricação.
• É adequada apenas para fins visuais, pois a projeção de ligante é muito frágil.
• A projeção de ligante pode ser usada para produzir núcleos e moldes de fundição em areia muito grandes.

Um dos campos mais promissores para aplicações de impressão 3D é a indústria médica, que exige componentes plásticos e metálicos personalizáveis, biocompatíveis e esterilizáveis. Embora a fabricação aditiva possa parecer ficção científica, um número crescente de aplicações médicas está sendo desenvolvido usando essa tecnologia a cada ano.

Com a impressão 3D, os pacientes podem obter implantes, próteses e dispositivos personalizados de forma eficiente e acessível; isso oferece aos médicos novas ferramentas para desempenhar seus trabalhos de maneira mais eficaz; e permite que os fabricantes de dispositivos médicos projetem produtos melhores mais rapidamente. Pesquisas estão até sendo realizadas para imprimir tecidos e órgãos vivos em 3D!

A impressão 3D para fins médicos tem muitas vantagens

Por que a impressão 3D é tão útil no campo médico? A impressão 3D alinha-se bem com as capacidades da medicina moderna de várias maneiras.

É necessário projetar implantes, próteses, dispositivos, modelos anatômicos e até ferramentas de acordo com as necessidades específicas de cada paciente. O processo de personalização é demorado e caro com a tecnologia tradicional. Como alternativa, a impressão 3D pode produzir pequenas séries de peças personalizadas sem custo adicional e sem tempo de ferramenta ou configuração. Os corpos humanos estão entre os mais personalizados de todos os produtos, e a fabricação aditiva se destaca nessas aplicações.

É comum que dispositivos médicos tenham designs complexos, geometrias internas ou formas orgânicas. Considere, por exemplo, as espirais e espaços ocos em um aparelho auditivo ou em um coração! Tradicionalmente, essas formas seriam difíceis ou impossíveis de fabricar.

Com a impressão 3D, geometrias de peça única podem ser produzidas facilmente em plástico ou metal com alta precisão. Isso pode levar a designs aprimorados, além de reduzir custos e tempos de produção. Além de facilitar uma esterilização mais fácil, eliminar fendas e lacunas entre várias partes torna os dispositivos mais difíceis para o crescimento de bactérias.

Os materiais de um dispositivo são tão importantes quanto seu design quando se trata de dispositivos médicos. A impressão de materiais em 3D oferece propriedades mecânicas, químicas e térmicas que os tornam perfeitos para uso em materiais biocompatíveis e esterilizáveis. É possível imprimir componentes em 3D que são rígidos ou flexíveis e suaves ou texturizados. Quase qualquer aplicação pode se beneficiar de materiais impressos em 3D.

Comparado a outras tecnologias, a impressão 3D também oferece velocidades de produção inigualáveis. O tratamento de pacientes não é diferente. Devido ao longo prazo da fabricação tradicional, os pacientes frequentemente têm que esperar meses para poder começar seu programa de tratamento ou consultar vários médicos e passar por vários procedimentos invasivos para usar e reusar seus dispositivos médicos. O paciente é inconveniente e pode sentir desconforto adicional, no melhor dos casos. A condição do paciente pode piorar ou até mesmo ser fatal se houver atrasos no tratamento.

Como benefício final, as impressoras 3D possibilitaram que os profissionais médicos eliminassem gessos usando escaneamento 3D e raios-X para criar rapidamente modelos 3D, eliminando a necessidade de armazenar inúmeros gessos físicos. Além de economizar espaço, isso também reduz o potencial de danos por manuseio inadequado ou envelhecimento. Um modelo 3D é um modelo preciso e permanente que pode ser acessado em qualquer lugar, economizando tempo e dinheiro para os profissionais médicos.

Usando a impressão 3D no campo médico

Próteses Impressas em 3D

A medicina protética exige intensa personalização, o que torna a fabricação de próteses demorada e cara. Como esses dispositivos e seus encaixes estão sujeitos a uso rigoroso, um ajuste perfeito é crítico para criar uma prótese confiável, confortável e funcional para o paciente. Todas essas razões e mais contribuíram para a revolução no campo das próteses impressas em 3D.

Em geral, vários moldes e consultas de acompanhamento são necessários para ajustar o encaixe da prótese. Pacientes que podem ser sensíveis à sua condição frequentemente sentem que isso é mais do que um incômodo: fazer um molde pode ser desconfortável, e os muitos ajustes podem ser invasivos. Sem mencionar que o tempo gasto em ajustes e reajustes representa o tempo sem uma prótese ajustada corretamente.

Ao usar a impressão 3D, os pacientes não precisam mais usar um molde físico. Como alternativa, os técnicos podem usar scanners 3D para criar rapidamente um modelo 3D do membro residual. Com base nesse escaneamento 3D, um encaixe impresso em 3D pode ser feito com precisão e acessibilidade, geralmente exigindo apenas um ajuste para completar.

Dispositivos e implantes personalizados para cada paciente

A personalização não se limita ao campo da medicina protética. Dispositivos (como aparelhos auditivos) e implantes (como articulações artificiais, placas cranianas e até válvulas cardíacas) estão cada vez mais recorrendo à impressão 3D por sua flexibilidade e velocidade.

O método tradicional de ajuste de aparelhos auditivos e válvulas cardíacas tem sido extensivo, com ajustes feitos à mão durante uma semana ou mais. Desde o molde até o ajuste, um aparelho auditivo exigia nove etapas antes da impressão 3D. Agora, os aparelhos auditivos podem ser escaneados e impressos em um único dia com escaneamento 3D.

Há também vantagens no design: válvulas cardíacas de silicone impressas em 3D fornecem um ajuste exato que válvulas rígidas fabricadas tradicionalmente simplesmente não conseguem. Implantes, como articulações artificiais de titânio ou placas cranianas, podem ser impressos com superfícies complexas e porosas que são menos propensas a serem rejeitadas pelos corpos dos pacientes.

Ortodontia e odontologia

Dispositivos ortodônticos e implantes dentários exigem extensa personalização com alta precisão. Dentaduras, coroas, implantes e retenedores devem ser duráveis, precisos e confortáveis, porque nossos dentes enfrentam um uso intenso dia após dia. Além disso, eles precisam ser feitos de materiais biocompatíveis, como cobalto-cromo e porcelana.

Usando a impressão 3D, os profissionais de odontologia e ortodontia podem realizar tudo isso mais rapidamente e a um custo mais baixo do que os métodos tradicionais, como usinagem. Dispositivos dentários podem ser produzidos de forma rápida e fácil usando escaneamentos 3D e raios-X em vez de moldes ou configurações.

No caso de dispositivos como aparelhos ortodônticos ou expansores que não exigem componentes impressos em 3D, modelos impressos em 3D feitos de plásticos esterilizáveis podem ser usados para medir forma e ajuste, eliminando a necessidade de ajustes ou visitas repetidas de pacientes.

Desenvolvimento de dispositivos médicos

A pesquisa, desenvolvimento e certificação de dispositivos médicos são extremamente demorados e exigem muitos recursos. Frequentemente, o alto preço dos dispositivos médicos não é causado pelos custos de fabricação, mas pelo caro desenvolvimento de produtos. Como a impressão 3D oferece uma variedade de materiais biocompatíveis e esterilizáveis, ela permite que os desenvolvedores de dispositivos médicos produzam e testem protótipos funcionais em uma fração do tempo, resultando em produtos melhores e custos mais baixos.

As vantagens da fabricação aditiva para o desenvolvimento de produtos incluem o tempo rápido de resposta, facilidade de alterações e baixo custo para volumes muito pequenos de peças. Pode economizar centenas de milhares de dólares e meses de tempo no desenvolvimento de produtos. Dispositivos médicos devem passar por um processo rigoroso e longo de certificação, portanto, essas economias de tempo e custo são especialmente valiosas.

 

Instrumentos cirúrgicos personalizados

Precisão e eficiência são cruciais na sala de operações. Os desafios únicos de cada procedimento não podem ser subestimados—o corpo de cada paciente é diferente, assim como as mãos de cada cirurgião. Se o controle fino é essencial, por que os cirurgiões devem ser restritos a ferramentas de tamanho único?

Usando a impressão 3D, ferramentas cirúrgicas personalizadas podem ser produzidas rapidamente e de forma acessível, adaptadas às necessidades específicas de cada cirurgião e cada procedimento. Essas ferramentas são feitas de plásticos e metais esterilizáveis e biocompatíveis. Elas podem ser produzidas com tanta rapidez que os hospitais não precisam manter um grande estoque de instrumentos, podendo encomendá-los conforme necessário.

Instrumentos que são personalizados para o tamanho e forma das mãos de cada cirurgião, juntamente com características adaptadas para cada aplicação, podem melhorar significativamente os resultados e a eficiência. Além disso, guias cirúrgicas feitas especificamente para cada paciente podem aumentar a precisão enquanto reduzem o tempo gasto na sala de operações, eliminando a necessidade de consultar diagramas e assistentes.

Modelos de anatomia personalizada

Modelos anatômicos são caros e, mesmo os melhores, oferecem uma gama limitada de opções. Profissionais e estudantes usam regularmente modelos para educação, treinamento, preparação para cirurgias e para fornecer auxílios visuais aos pacientes.

A impressão 3D pode ajudar os profissionais médicos e educadores a criar modelos anatômicos personalizados e acessíveis. Cirurgiões podem praticar cirurgias difíceis usando modelos específicos para o paciente que reproduzem exatamente o que eles encontrarão durante a cirurgia.

Bioprinting

Não seria interessante se as impressoras 3D usassem células e matéria orgânica em vez de plástico e metal? Esse é o conceito básico do bioprinting—o que há de mais avançado na impressão 3D na indústria médica.

Embora a maioria das tecnologias e aplicações de bioprinting ainda esteja em seus estágios iniciais, pesquisadores já conseguiram imprimir ossos, pele e cartilagem. Um dia, talvez possamos até imprimir órgãos funcionais em 3D.

O bioprinting funciona de maneira semelhante a outras técnicas de impressão 3D: o material é depositado ou solidificado em camadas sucessivas para criar objetos 3D. No bioprinting, no entanto, as células são cultivadas a partir de amostras de tecido ou células-tronco. Um gel de ligação ou estrutura de colágeno mantém as células unidas.

Partes do corpo e órgãos bioimpressos permitiriam que o tecido do paciente crescesse sobre as partes impressas em 3D e, eventualmente, substituísse as células impressas por suas próprias. Embora seja improvável que vejamos órgãos bioimpressos funcionais em breve, a tecnologia já está ajudando pesquisadores a realizar pesquisas em tecidos vivos sem precisar retirá-los de um organismo vivo.

Materiais médicos impressos em 3D

Nem todos os materiais são iguais quando se trata de produtos médicos. Como microrganismos podem causar infecções que colocam a vida em risco, dispositivos médicos e implantes devem ser esterilizáveis. Um produto que entrará em contato com tecido também deve ser biocompatível, o que significa que não produzirá reações nocivas se colocado em um sistema biológico. Em particular, implantes devem ser feitos de materiais que provavelmente serão aceitos pelos corpos dos receptores. Os fluidos dos nossos corpos são surpreendentemente corrosivos ao longo do tempo, por isso a resistência à corrosão é igualmente importante. Para suportar o uso intenso a longo prazo, os implantes devem ser fortes, duráveis e leves.

Impressoras 3D modernas são compatíveis com uma gama de plásticos e metais que atendem a esses requisitos. Abaixo, destacamos alguns dos materiais impressos em 3D mais usados na indústria médica.

Nylon PA-12

Plásticos como este são leves, resistentes à corrosão, duráveis e podem ser esterilizados com autoclaves a vapor. O nylon PA-12 é flexível e resistente a produtos químicos. Além disso, está entre os materiais de grau médico mais rápidos e acessíveis para impressão, e é compatível com impressão Multi Jet Fusion e SLS. O nylon PA-12 é certificado USP Classe I-VI e ISO 10993.

PC-ISO

A impressão 3D FDM usa PC-ISO, um termoplástico de policarbonato (PC) biocompatível. O material tem um acabamento de qualidade inferior ao do Nylon PA-12, mas é comumente usado para guias cirúrgicas, protótipos e moldes. O PC-ISO pode ser esterilizado por radiação gama ou EtO e é certificado USP Classe I-VI e ISO 10993.

ABS M30i

O ABS M30i é outro termoplástico de engenharia biocompatível para FDM, assim como o PC-ISO. Protótipos funcionais, testes de ajuste e peças para uso final são ideais para impressão FDM. O ABS M30i pode ser esterilizado por radiação gama ou EtO, e é certificado USP Classe I-VI e ISO 10993.

Titânio

O material mais popular para implantes médicos é o titânio, o rei dos metais biocompatíveis. Todos os tipos de articulações de substituição, marcapassos, placas cranianas, implantes dentários e mais são feitos de titânio. O titânio é um metal forte, leve, resistente à corrosão e não reativo. DMLS, uma das tecnologias de impressão 3D mais caras, pode ser usada para imprimi-lo.

Cobalto-Cromo

O cobalto-cromo também exibe excelente resistência à corrosão e biocompatibilidade, assim como o titânio. Possui força e dureza adicionais em relação ao titânio e é comumente usado para dentes substitutos, bem como articulações de uso intenso como quadris, joelhos e ombros. DMLS também é usado para imprimir cobalto-cromo em 3D.

Aço Inoxidável

O aço é forte, esterilizável e biocompatível; no entanto, não oferece a mesma resistência à corrosão a longo prazo que o titânio ou o cobalto-cromo. Portanto, o aço inoxidável é mais frequentemente usado em ferramentas cirúrgicas e implantes temporários, como parafusos ósseos. A impressão direta de material possibilita a impressão de peças de aço inoxidável a um custo muito menor do que outros metais. A resistência, rigidez e resistência química dos diferentes tipos de aço inoxidável variam.

Silicone

Materiais de borracha, como o silicone, têm uma ampla gama de aplicações nas indústrias médica e alimentícia. Para biocompatibilidade, pode ser certificado como Classe V ou Classe IV. O silicone pode ser usado tanto para implantes de curto prazo quanto de longo prazo. O silicone é comumente encontrado em cateteres, máscaras respiratórias, tubos médicos e vedações.

Embora as impressoras 3D de silicone ainda estejam em seus estágios iniciais, a fundição de silicone com moldes impressos em 3D é uma forma rápida e acessível de produzir peças e produtos de alta qualidade.

O Futuro da Impressão 3D na Medicina

Devido às necessidades únicas de cada paciente e corpo, os dispositivos médicos frequentemente requerem a maior personalização de qualquer produto em qualquer setor. Devido aos altos custos e longos prazos de fabricação de ferramentas para a manufatura tradicional, esses dispositivos historicamente foram caros e lentos para produzir. Com sua capacidade de produzir pequenas quantidades de peças altamente personalizadas, a impressão 3D está redefinindo o que é possível na medicina.

Adaptar soluções médicas aos pacientes e médicos melhora os resultados e reduz custos e tempos de produção, o que aumenta a acessibilidade. Dispositivos médicos personalizados, implantes e ferramentas estão agora mais acessíveis do que nunca. À medida que as tecnologias de impressão 3D continuam a avançar, prestadores de serviços de saúde e pesquisadores continuarão a explorar novas aplicações, desde implantes e ferramentas cirúrgicas até tecidos e órgãos funcionais.

Escolher o melhor filamento para impressão 3D é essencial assim que você começar a imprimir em 3D. A escolha do filamento certo deve ser baseada em uma decisão informada.

Ao escolher um filamento, você pode precisar considerar alguns fatores, por exemplo, quão resistente deve ser a peça impressa? Em termos de precisão e exatidão, o que você deseja? Qual nível de flexibilidade você precisa para seu produto? E assim por diante. Aqui estão alguns filamentos comuns para impressão 3D que podem ser úteis para escolher o mais adequado para seu projeto.

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PLA

Os produtos de impressão 3D que utilizam PLA são altamente populares entre os consumidores. Em geral, é um filamento de impressão 3D muito comum. Está disponível em uma variedade de cores. Além disso, o material não se deforma facilmente e é biodegradável.

Vantagens

• Biodegradável
• Fácil de imprimir
• Disponível em cores translúcidas e que brilham no escuro
• Tem um cheiro agradável e doce

Desvantagens

• Frágil
• Às vezes pode obstruir ou entupir a bico da impressora

Aplicações

O ácido poliláctico é um material comum para peças de protótipo, implantes médicos, embalagens de alimentos, brinquedos com pouco desgaste, etc.

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ABS

Um filamento de impressão 3D popular, o ABS tem alta resistência ao impacto e robustez. É um excelente material para extrusão, pois é flexível e resistente.

Vantagens

• Durável e leve
• Acessível
• Flexível
• Adequado tanto para profissionais quanto para iniciantes

Desvantagens

• Fumaça desagradável
• Altamente inflamável; como é à base de petróleo, não é biodegradável
• Se deforma facilmente
• Derrete sob altas temperaturas

Aplicações

O ABS é mais comumente usado em brinquedos, componentes eletrônicos e partes móveis. Além disso, é utilizado em capacetes de bicicleta, componentes automotivos, anéis de casamento, capas para telefones e suportes para telefones em carros.

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PETT (PETG, PET)

Um tipo de plástico comum é o PET (tereftalato de polietileno). Esse tipo de plástico é frequentemente usado em embalagens de alimentos e garrafas plásticas. É o PETG, uma variante do PET, que é utilizado para impressão 3D. Aqui, ‘G’ significa ‘modificado com glicol’. Essa modificação torna o filamento mais fácil de imprimir e menos frágil.

Vantagens

• Flexível e forte
• Com alta resistência ao impacto e temperatura
• Fácil de imprimir

Desvantagens

• O produto é higroscópico (absorve umidade do ar, portanto é necessário armazenamento adequado)
• A superfície pode ser facilmente riscada

Aplicações

Além de capas para telefones, eletrônicos, componentes mecânicos, joias e componentes protetores, o PET também é amplamente utilizado em outros itens.

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PVA

Os plásticos feitos de álcool polivinílico são biodegradáveis e não tóxicos. O PVA não só é facilmente impresso em 3D, mas também funciona bem como material de suporte durante a impressão 3D.

Vantagens

• Durável
• Solúvel em água
• Não tóxico e biodegradável
• Fácil de imprimir

Desvantagens

• Material relativamente caro comparado a outros materiais
• Não facilmente disponível
• Higroscópico (absorve umidade do ar)

Aplicações

O PVA é comumente encontrado em filmes de embalagem, espessantes para adesivos em papel e brinquedos para crianças.

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TPE

Os plásticos com propriedades semelhantes à borracha são elastômeros termoplásticos (TPE). Isso os torna duráveis e flexíveis. O estresse físico pode ser absorvido pelo TPE, uma vez que ele é tanto esticável quanto macio. Tem a capacidade de suportar uma quantidade considerável de desgaste, bem como dobramento, compressão e alongamento.

Vantagens

• Alta flexibilidade
• Boa resistência ao dobramento e compressão
• Robusto

Desvantagens

• Velocidade de impressão lenta
• Não é fácil de imprimir

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Madeira

Na verdade, é PLA infundido com fibra de madeira que é usado em filamentos de madeira. A combinação desses dois permite imprimir objetos que têm a aparência e a sensação de madeira. É possível usar salgueiro, ébano, pinho, bétula, e assim por diante, como madeira PLA. Os filamentos de madeira podem ser usados para fazer partes que são esteticamente superiores a outros materiais, mas têm menor resistência e flexibilidade. Para evitar danificar ou queimar a madeira, você precisará ser cauteloso com a temperatura. A bico da sua impressora também pode desgastar-se se o filamento for de madeira.

Em alguns casos, a madeira é melhor usada com objetos que são destinados à aparência em vez de funções complexas. Com o filamento de madeira, você pode imprimir decorações para mesas, estantes e mesas. Esse filamento também pode ser usado para criar modelos em escala.

Vantagens

• Esteticamente deslumbrante. Adequado para modelos
• Para cortar e pintar

Desvantagens

• Mais fraco em termos de resistência
• Menos flexível
• A bico é mais propensa ao desgaste

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Metal

Modelos volumosos e brilhantes podem ser criados usando filamento metálico. Um filamento metálico é feito de uma mistura de ABS/PLA e pó metálico. Como as misturas metálicas são mais densas que o PLA e o ABS, o modelo final pesa e parece metal puro.

Dependendo das suas necessidades comerciais, você pode encontrar filamentos feitos com latão, alumínio, cobre, bronze e aço inoxidável. Os grãos de pó metálico podem degradar a eficiência da bico, pois também são abrasivos. Se você deseja apelo visual e funcionalidade, os filamentos metálicos são uma excelente escolha. O filamento metálico é adequado para fabricação de ferramentas, brinquedos, modelos e componentes de acabamento.

Vantagens

• Apelo visual, aparência e acabamento metálico
• Mínima contração e deformação ao esfriar
• Durabilidade

Desvantagens

• Muito abrasivo para bicos
• Não é fácil de imprimir

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Nylon

Um dos filamentos mais populares para impressão 3D é o nylon, que é utilizado em muitos componentes industriais. Em termos de resistência, durabilidade e flexibilidade, o nylon faz sentido como material para impressão 3D.

Outra característica única do nylon é sua capacidade de ser tingido antes ou depois da impressão. Devido à sua resistência e durabilidade, o nylon é um ótimo material para criar protótipos, ferramentas, engrenagens, fivelas, dobradiças, etc.

Vantagens

• Flexibilidade, durabilidade e resistência
• Pode ser usado após a remeltagem
• Termoplástico
• Menos frágil que o ABS e o PLA

Desvantagens

• Higroscópico
• Caro
• Quando aquecido pode emitir vapores tóxicos
• Altas temperaturas necessárias para impressão

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Filamento Condutivo

A corrente elétrica pode fluir através de filamentos condutivos, tornando-os únicos em sua capacidade de conduzir eletricidade. Filamentos de PLA e ABS com partículas de carbono condutivo são chamados de filamentos condutivos. Pequenos projetos eletrônicos funcionam bem com esses filamentos. Por exemplo, esse filamento é comumente usado em teclados digitais, placas de circuito e controladores de jogos.

Vantagens

• Não requer uma cama aquecida
• Útil para projetos envolvendo eletrônicos

Desvantagens

• Deforma/encolhe durante o resfriamento
• Não é flexível
• Não durável

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Argila/Cerâmica

Uma grande parte dos materiais usados nesta indústria consiste em plásticos. A argila é uma opção não plástica muito popular. A argila e o cobre são tipicamente usados para fazer filamentos de argila. A cerâmica falsa é frequentemente feita com esse filamento extremamente frágil. Esse material pode ser usado para imprimir itens que precisam parecer feitos à mão.

Vantagens

• Tem propriedades semelhantes à argila
• Pode ser queimado em um forno

Desvantagens

• Caro
• As peças podem encolher/deformar durante o resfriamento

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Magnético

Um filamento magnético é criado misturando pó de ferro com PLA ou ABS. Esse material é atraído ferromagneticamente por objetos magnéticos. Também há um acabamento de cor metálica no material. Com esse material, você pode imprimir brinquedos e ferramentas.

Vantagens

• Esteticamente atraente
• Forte e durável
• Adere a ímãs

Desvantagens

• O pós-processamento é um processo muito específico
• Caro
• Precisa de uma cama aquecida

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Fibra de Carbono

O filamento de fibra de carbono é feito reforçando ABS, PLA, etc. com fibra de carbono. É relativamente leve, rígido e resistente. Imprimir materiais de fibra de carbono com frequência pode desgastar a bico da sua impressora, já que a fibra de carbono é amplamente utilizada em aplicações estruturais.

Filamentos de fibra de carbono podem ser impressos em grandes quantidades devido à sua baixa densidade e alta resistência estrutural.

Vantagens

• Propriedades estruturais aprimoradas
• Leve
• Menos contração ao esfriar

Desvantagens

• Causa desgaste na bico da impressora

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Acetal (POM)

Frequentemente utilizado em peças plásticas que requerem alta precisão, o Acetal também é conhecido como POM (polioximetileno). Zíperes, engrenagens, rolamentos e mecanismos de foco de câmeras também podem ser feitos de Acetal. O Acetal é altamente preferido nessas aplicações devido à sua resistência e rigidez. Além disso, seu baixo coeficiente de atrito o torna desejável como material de impressão 3D. Quando é necessária resistência e baixo atrito nas peças, o Acetal é um bom material a ser utilizado.

Vantagens

• Alta resistência e rigidez
• Resistente a produtos químicos e calor
• Perfeito para usos funcionais

Desvantagens

• A temperatura da cama de impressão deve ser alta
• A adesão da primeira camada é difícil

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Polipropileno

O polipropileno (PP) tem muitos usos devido às suas diversas propriedades favoráveis. Além de ser resistente a produtos químicos, o material é leve, flexível e resistente. Esses materiais são frequentemente usados nas indústrias têxtil, de plásticos técnicos e de embalagens alimentícias.

Um problema com o PP é que não é um material muito amigável para a impressão 3D. Deformações e má adesão das camadas são problemas comuns. Apesar de ter algumas das melhores propriedades químicas e estruturais, o PP fica aquém do ABS e do PLA. Como regra geral, o PP é mais adequado para imprimir materiais leves e fortes.

Vantagens

• Alta resistência e durabilidade
• Resistente a produtos químicos

Desvantagens

• Má adesão das camadas
• Não é fácil de imprimir
• Pode deformar consideravelmente

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Cera

Um material para fundição a cera perdida é a cera. Metais como estanho, latão e bronze podem ser representados usando filamentos de cera. Comparado à maioria dos outros filamentos, a cera é mais macia. No entanto, o extrusor precisa de algumas modificações. Além disso, pode ser necessário aplicar um adesivo na cama de impressão.

Vantagens

• Cria moldes a partir da sua impressora

Desvantagens

• Aplicações limitadas
• Requer modificação da sua impressora

 

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ASA

O acrilonitrilo estireno acrílico é frequentemente considerado um material resistente às intempéries. Esse filamento é fácil de imprimir e relativamente rígido e forte. Além de sua resistência química, o ASA também é resistente ao calor e a produtos químicos. Quando expostos ao calor e à luz solar, os modelos em ASA não se degradam e não ficam amarelos como os modelos em ABS.

Vantagens

• Menos deformação em comparação com o ABS
• Ideal para peças automotivas

Desvantagens

Pode rachar durante a impressão

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HIPS

As propriedades do HIPS (poliestireno de alto impacto) combinam a elasticidade da borracha com a dureza do poliestireno. Muitas vezes, é usado para produzir embalagens protetoras, já que é um copolímero. Materiais de suporte costumam ser impressos usando materiais HIPS quando se imprimem modelos 3D. Materiais em balanço são sustentados por suportes.

Vantagens

• Mais resistente que o PLA/ABS
• Menos encolhimento/deformação que o ABS
• Pode ser pintado facilmente

Desvantagens

• Só pode ser usado com ABS
• Problemas de adesão e deformação

A impressão 3D acelerou a inovação em diversas indústrias, incluindo odontologia, óculos, próteses, design de móveis, arqueologia, paleontologia e ciências forenses. Na verdade, estamos apenas começando a perceber como a impressão 3D pode melhorar drasticamente nossas vidas e nosso trabalho.

 

Uma variedade de técnicas está disponível quando se trata de impressão 3D.

A fabricação aditiva é caracterizada pela introdução ou ligação de materiais adicionais para criar uma peça. Objetos que podem ser impressos em 3D são geometricamente complexos, tornando-os ideais para uma variedade de aplicações de fabricação. As peças podem ser impressas utilizando diferentes tecnologias, com máquinas que vão de centenas a milhões de dólares.

Um processo de fabricação aditiva utiliza impressão 3D para criar objetos. Uma peça é fabricada usando fabricação aditiva quando um material adicional é adicionado, ao contrário da fabricação subtrativa, onde um material é removido. Usando arquivos CAD (desenho assistido por computador), as impressoras 3D criam objetos tridimensionais. Muitos materiais e tecnologias estão disponíveis para impressão 3D, facilitando o design de peças para praticamente qualquer indústria.

Quais são os benefícios da impressão 3D na fabricação?

Apesar de a impressão 3D ser frequentemente associada a brinquedos e itens simples, na realidade, ela é capaz de produzir componentes capazes de suportar as condições mais rigorosas. Uma ampla gama de indústrias, incluindo energia, automotiva e defesa, utiliza peças impressas em 3D na fabricação. Seus efeitos transformadores estão sendo sentidos em várias indústrias e processos, desde protótipos funcionais até ferramentas, fixações e peças de uso final.

Você pode se surpreender ao saber que as impressoras 3D existem desde a década de 1980, quando muitas pessoas assumiam que eram uma tecnologia nova. A impressão 3D foi usada principalmente para aplicações industriais até 2009, e as impressoras eram proibitivamente caras para a maioria das empresas. Os custos da impressão 3D caíram significativamente desde que as impressoras 3D começaram a ser amplamente usadas para fins de fabricação. Vários fatores são responsáveis pelo crescimento da indústria de impressão 3D, como o uso crescente da impressão 3D na fabricação, que era considerada impossível antes que a tecnologia ganhasse tração.

A impressão 3D utiliza uma variedade de técnicas

Quais são as tecnologias de impressão 3D mais comuns? Existem várias técnicas de impressão 3D. As peças são construídas em camadas discretas chamadas camadas em todas as tecnologias de impressão 3D.

Fabricação por Filamento Fundido (FFF, também conhecida como Modelagem por Deposição Fundida)

Reforço com Fibra Contínua (CFR)

FFF (Fabricação por Filamento Fundido)

O tipo de impressão mais comum e mais acessível é a fabricação por filamento fundido. O FFF envolve o aquecimento de um termoplástico próximo ao seu ponto de fusão e a extrusão através de um bico que gera uma imagem em seção transversal das camadas para cada peça. As camadas são adicionadas uma após a outra dessa maneira.

Reforço com Fibra Contínua (CFR)

As peças FFF podem ser reforçadas com fibras contínuas usando o reforço com fibra contínua. Dois tipos de sistemas de extrusão são usados em máquinas capazes de CFR: um para o filamento FFF convencional e outro para grandes fios de fibra contínua. Ao contrário do preenchimento FFF, essas fibras são dispostas em camadas. Esta tecnologia produz peças significativamente mais fortes (até 10 vezes mais fortes do que as peças de alumínio equivalentes) e pode substituir materiais FFF padrão, como ABS e PLA.

A tecnologia mais amplamente utilizada hoje para impressão 3D é a fabricação por filamento fundido. Os materiais reforçados com fibra de carbono oferecem os mesmos benefícios do FFF ao eliminar fraquezas-chave das peças. Uma peça CFR é forte o suficiente para substituir o alumínio usinado em operações de fabricação essenciais, ao contrário dos componentes FFF que geralmente são limitados pela resistência de polímeros fracos.

No final, tudo se resume a

Ao integrar várias impressoras em seu processo de fabricação, muitas empresas descobrem que podem reduzir significativamente o tempo gasto fabricando peças internamente. Usar uma impressora 3D para produzir peças personalizadas de baixo volume pode ser uma opção mais rápida e econômica. Como resultado, as empresas podem dedicar tempo e energia a se concentrar em peças que geram receita, em vez de peças de baixo volume que podem não gerar receita. O uso de uma impressora 3D permite a produção rápida de designs sem desperdiçar recursos em peças que podem não atender aos padrões de qualidade. Portanto, as impressoras 3D são ideais para imprimir protótipos, ferramentas e dispositivos de fixação personalizados de baixo volume, que podem ser complexos e difíceis de maquinar, mas são essenciais para um processo de produção bem-sucedido.

O desenvolvimento de produtos está acelerando, o que está causando mudanças nas regras de design. O DMLS (sinterização direta a laser de metal) é um ótimo exemplo disso. Existe um potencial considerável para a sinterização direta a laser de metal no setor de dispositivos médicos. No entanto, no início do processo de design, é necessário um novo modo de pensar. Isso representa uma das transições que os designers precisam fazer ao implementar novas tecnologias para tornar a fabricação e o design de dispositivos médicos mais eficientes e eficazes.

Pode-se economizar tempo e custos ao prototipar designs em formas incomuns. A principal diferença entre DMLS e outras impressões 3D é que se utiliza metal real. Materiais como esses têm sido usados em aplicações industriais por décadas.

Os profissionais de design gostam desse processo porque podem experimentar com formas orgânicas que não podem ser facilmente usinadas. Desenvolver partes corporais implantáveis personalizadas para o receptor, por exemplo, é uma perspectiva intrigante. Seria necessário um máquina delicada de cinco eixos para construir esses implantes. Um substituto direto do DMLS pode ser impresso ao escanear a estrutura óssea real de uma pessoa.

Ferramentas cirúrgicas em formas orgânicas também são uma oportunidade. Dependendo da aplicação, esses dispositivos podem ser projetados para moldagem por injeção de metal ou fundição, ambos com custos de ferramentas relativamente altos e prazos que podem se estender por semanas. Usando impressão 3D, podemos produzir protótipos precisos de ferramentas cirúrgicas manuais. Na maioria das vezes, pode chegar a um cirurgião em 3 a 5 dias. Ainda é mais caro por peça para quantidades maiores usar moldagem por injeção tradicional, mas é muito mais lento do que alguns dias para uma quantidade menor.

Para experimentação, design e ver o que funciona, é crucial ter os atributos de tempo, economia de custos e liberdade de design. O ciclo de engenharia pode ser reduzido para apenas alguns dias para esses dois tipos de produtos.

No entanto, isso requer uma maneira diferente de pensar. Durante a fase de design, você precisa abordá-lo de maneira diferente. Durante o processo de construção, um dos maiores ajustes é como lidar com as tensões internas. Isso envolve derreter um pó metálico à temperatura ambiente, seguido de um resfriamento rápido. Durante o processo de construção, há uma mudança rápida que coloca estresse em todas as camadas. Durante a construção, a peça se curva para cima.

 

 

 

Como método para minimizar os efeitos indesejados desse processo, é essencial determinar qual orientação proporcionará a área de superfície transversal mais consistente (decidir como a peça deve ser posicionada durante as várias fases da construção), além de adicionar elementos de suporte estrutural gerados durante a construção.

Após a construção, cada peça passa por um ciclo de alívio de tensões em um forno. Isso evita que as peças se deformem após serem removidas dos suportes estruturais e da placa de construção. Também é importante retirar o suporte de construção do plano de construção. É crucial organizar as peças para que a remoção do suporte possa ser realizada com ferramentas manuais ou usinagem secundária.

O aplicativo Layers fornece diretrizes de design para ajudar seus clientes a identificar sinais de alerta durante o design. Durante a avaliação, cada peça é avaliada quanto à sua capacidade geral de impressão e, quando necessário, são feitos ajustes no design. É crucial que o designer saiba como a peça deve ser orientada durante a construção quando projetando especificamente para o DMLS.

Inicialmente, você deve pensar sobre os caminhos das ferramentas e as linhas de separação. O design para DMLS deve se concentrar em usar a menor quantidade de material possível, bem como integrar características autoportantes. Nós da Layers.app criamos um excelente guia de design para ajudar novos usuários a se orientarem na direção certa.