Como funciona a Impressora 3D?

Biquini feito em impressora 3D

Qualquer pessoa pode ter uma agulha e alguma linha de algum tecido e criar um biquíni, mas se você é um fashionista com visão de futuro, você vai querer pegar um biquíni feito com uma impressora 3D. Feito de um material chamado N12. Esses biquíni saiu de uma impressora 3D em vez de uma máquina de costura, tornando-o completamente original. N12 é um material fino, mas resistente, perfeitamente adequado para a confecção de vestuário.

Já pensou em construir brinquedos, bonecos ou até mesmo peças em casa? Com as impressoras tridimensionais você pode, sem precisar ter conhecimento ou habilidade e ainda em pouquíssimo tempo!

Nós já vimos gráficos, filmes, modelos, áudio e outras tecnologias tridimensionais, mas agora chegou a vez das impressoras 3D, equipamentos que permitem a você imprimir praticamente qualquer coisa, de brinquedos e bonecos até partes de equipamentos industriais, tudo em apenas algumas horas.

Quando falamos em “imprimir”, não nos referimos a uma imagem que pode ser visualizada em três dimensões no papel, mas sim a um objeto realmente construído em 3D, como engrenagens, bonecos de brinquedo, capas para celulares ou até mesmo uma motocicleta em tamanho real! Claro que a moto não seria funcional, mas sim um molde em polímero ou gesso do produto final que será produzido.

O equipamento não é novidade para as grandes indústrias, que já o utilizam na fase de prototipagem há algum tempo, mas é para o consumidor final que está acontecendo uma revolução: se antes a maioria das impressoras girava em torno de trinta mil dólares, hoje algumas companhias já ofertam produtos na faixa dos cinco mil dólares, prevendo para daqui a algum tempo custos inferiores a dois mil dólares.

Isso significa que dentro de poucos anos sua casa virará uma fábrica, limitada apenas pela sua habilidade e imaginação! Ainda não acredita no que acabou de ler? Então é hora de você conferir um vídeo de exemplo com alguns produtos que saíram direto destas impressoras:

Como funciona

Se antes era necessário primeiro desenhar um produto por meio de várias perspectivas, depois projetá-lo em três dimensões para somente então repassá-lo a um artesão especializado, que seria incumbido da tarefa de produzir o primeiro molde (por preços muito elevados), hoje só é necessário projetar o modelo por meio de um aplicativo que lide com objetos 3D e mandá-lo direto para a impressão. Sem complicações, revisões ou impedimentos.

Desta forma, as fabricantes podem testar e visualizar tudo com mais agilidade e precisão, tendo noção exata de proporções, falhas de projeto, questões de conforto e segurança (ou design) e do próprio funcionamento, economizando na prévia do produto (já que moldes já não são mais necessários) e poupando muito tempo, fato que lhes confere uma vantagem competitiva enorme.

Outras duas vantagens notáveis são a completa ausência de materiais tóxicos durante a fabricação e também a facilidade de limpeza e acabamento: ao invés da lixa para a eliminação de excessos e bordas com falhas, é preciso apenas retirar a camada em excesso com uma pinça ou a poeira com uma escova.

Muitos métodos de construção

O conceito de impressão tridimensional é um só, visando sempre à produção de um objeto detalhado com volume e profundidade, entretanto, até mesmo para uma única aplicação existem diversas tecnologias diferentes.

A primeira — e uma das mais tradicionais — consiste na sobreposição de diversas lâminas de polímeros, as quais são coladas por meio do conteúdo de um cartucho especial de cola e cortadas em locais específicos, camada por camada, conferindo a forma final. A cor do material também pode ser escolhida (dentre cerca de cinco opções, incluindo algumas translúcidas), mas deve ser aplicada em toda a peça.

Ao término do processo, o usuário precisa apenas destacar as partes remanescentes do bloco principal. Confira um vídeo da tecnologia sendo aplicada abaixo:

O segundo método consiste na aplicação de jatos do material em pó por meio de um cartucho de impressão, que são unidos de forma seletiva por outro cartucho com conteúdo adesivo. Esta é a tecnologia de impressão tridimensional mais rápida existente atualmente, além de ser também a única que permite a aplicação de finalização colorida nos objetos (simulando a pintura).

Uma variação da aplicação de cartuchos utiliza fotopolímeros em estado líquido, que são injetados e tratados em camadas por meio de uma lâmpada UV (ultravioleta). Aqui entra a combinação entre as cores preta e branca para a criação de tons de cinza, muito populares entre eletro-eletrônicos.

Outra mais recente trabalha com materiais sólidos (chamados de ABS), que são aquecidos em uma câmara e derretidos até o ponto de injeção, sendo aplicado então um método similar ao descrito acima. Por tratar com um calor realmente elevado, o objeto construído é imediatamente depositado em uma câmara com água para ser resfriado e finalizado.

Por fim — e voltada especialmente à produção de objetos realmente pequenos — temos a micro-fabricação tridimensional em gel, que utiliza lasers focados em diferentes pontos e distâncias para tratar o material até um ponto em que ele se torne sólido. Todo o restante que não foi focado é simplesmente lavado ao fim do procedimento, se desprendendo da peça. Componentes com tamanhos inferiores a 100 nanômetros são facilmente produzidos. Outro exemplo, novamente, são as peças interligadas com partes móveis.

Fica claro que cada uma delas possui suas próprias vantagens e problemas, cabendo a quem compra o equipamento definir as prioridades e necessidades, dentre questões como: custo dos materiais de impressão, maleabilidade, velocidade de impressão, capacidades (para um usuário ou vários compartilhados), qualidade e resolução (para impressão detalhada) e necessidade de cores.

Produtos perfeitos em segundos

A esta altura você pode estar se perguntando “Tudo bem, um modelo em plástico, perfeito para testes e para a verificação de tamanhos e compatibilidade, mas completamente inútil para usos finais, certo?”.

Então saiba que você está completamente enganado. Além da finalidade de testes, as impressoras tridimensionais já atingiram um patamar tão avançado que podem construir peças extremamente complexas, já incorporadas umas às outras (montadas, mesmo quando em várias partes e em diferentes profundidades), como garras com movimentos mecânicos, dobradiças e muito mais.

Isto é possível graças à utilização de materiais flexíveis e que não se deformam com o tempo. Outros exemplos assustadores incluem rolamentos com partes redondas e soltas, mas já posicionadas e até mesmo correntes: sem quaisquer emendas, falhas ou marcas de ligação. No vídeo abaixo dois usuários do Youtube mostram objetos com as características mencionadas acima:

Outro exemplo já mais avançado é o da Bandai — a companhia japonesa de desenhos, brinquedos e jogos — que conta com uma série de impressoras 3D de larga escala para fabricar sua linha de bonecos Gundams, os quais são redistribuídos pelo mundo todo.

O mais curioso é que os modelos vão desde os tamanhos próximos aos de uma pessoa aos minúsculos, menores que um centímetro, mas ainda assim capazes de reter boa parte de seus detalhes. O vídeo abaixo, apesar de estar todo em japonês, mostra exatamente isso, com os apresentadores sendo presenteados com robozinhos minúsculos ao final, praticamente invisíveis ao olho nu, mas ainda assim perfeitamente detalhados:

Acolhendo as diferenças

Nós falamos de brinquedos, equipamentos e muitas outras bugigangas, mas as impressoras 3D também terão um importante papel no desenvolvimento de produtos para pessoas com necessidades especiais. Alguém com uma deformação no pé, por exemplo, poderia ter uma palmilha e um calçado projetado, evitando desconfortos e dores causados pelas fôrmas padrão. Seria necessário apenas rodar o scanner para capturar a imagem já pronta do pé e projetar a superfície baseada nas novas medidas.

Já para os atletas de alto nível, estão em fase de pesquisa calçados e vestes protetoras que, ao invés de projetarem energia em direção ao solo, gerariam impulso ou energia em sentido contrário, garantindo mais embalo e velocidade ou uma resistência maior contra impactos.

Quem oferece os equipamentos

Acredite, são inúmeras companhias ao redor do globo, cada uma utilizando seus próprios métodos para a fabricação tanto da tecnologia quanto da impressora. Abaixo listaremos algumas das opções, seguidas dos respectivos modelos e — quando possível — o processo de aplicação dos polímeros.

As principais: Objet, Unique, Dimension, Desktop Factory, Fabjectory.

Custo médio de uma impressora 3D: 5.000 dólares.

Então, quando é que você irá comprar uma dessas?

Fonte: Tecmundo / Youtube