5 tipos de processosde impressão 3D em metal e os seus materiais

A impressão 3D em metal, ou fabrico aditivo, transformou as indústrias de fabrico e prototipagem ao permitir a produção de peças metálicas complexas e de elevado desempenho. Ao contrário dos métodos tradicionais que envolvem o corte de material, a impressão 3D de metal constrói peças camada a camada, permitindo um nível mais elevado de precisão e liberdade de design. Com muitos processosdiferentes de impressão 3D em metal disponíveis em, as empresas podem agora fabricar peças e componentes metálicos feitos à medida para indústrias que vão desde a aeroespacial à automóvel. Neste artigo, serão abordados cinco tipos comuns de processos de impressão 3D em metal, bem como os materiais utilizados em cada processo.

1. Fusão selectiva a laser (SLM)

Entre os métodos mais populares na categoria de impressão 3D de metal está a fusão selectiva a laser. Envolve a fusão de pó metálico por um laser de alta potência para produzir a peça final camada por camada. O SLM oferece peças altamente detalhadas, muito resistentes e com um desempenho mecânico impressionante.

Materiais: Muitos metais, como a liga de titânio, o aço inoxidável, o alumínio e o Inconel, são normalmente utilizados na SLM. Estes pós metálicos têm uma excelente relação força/peso, aliada a uma resistência a altas temperaturas; por isso, estes metais são ideais para as indústrias aeroespacial e automóvel.

A SLM é mais adequada para a impressão 3D personalizada de metais porque permite a produção de desenhos de geometria complexa que seriam demasiado difíceis ou mesmo impossíveis de realizar com as técnicas de fabrico convencionais. Por conseguinte, se necessitar de peças específicas, a SLM é uma solução atractiva porque minimiza os custos de ferramentas e reduz os períodos de tempo para colocar os produtos no mercado.

2. Fusão por feixe de electrões (EBM)

A EBM ou fusão por feixe de electrões é um método de processamento de fusão em leito de pó semelhante ao SLM, em que, em vez de laser, é utilizado um feixe de electrões na fusão do pó metálico. Este processo é principalmente aplicado na produção de peças nos sectores aeroespacial, médico e da defesa, uma vez que permite o fabrico de peças densas e de elevado desempenho.

Materiais: O EBM é normalmente utilizado para ligas de titânio como o Ti-6Al-4V, que são preferidas pela sua resistência, baixo peso e biocompatibilidade. Isto significa que pode ser particularmente útil quando maquinação personalizada peças em que o titânio é necessário pelas suas propriedades especiais. As peças fabricadas sob feixes de electrões têm uma forma de alta densidade e estão livres de oxidação, aumentando a resistência devido ao facto de o feixe de electrões de alta energia trabalhar no vácuo. A redução das tensões residuais, que é fundamental nas indústrias pesadas, é outra vantagem adicional do fabrico por EBM.

3. Deposição direta de energia (DED)

O termo Deposição Direta de Energia (DED) refere-se basicamente a uma forma de impressão 3D de metal, em que a refusão de matéria-prima metálica num substrato é feita com uma fonte de energia focalizada, como um laser ou um feixe de electrões. De facto, este processo é considerado extremamente flexível, pelo que as peças podem ser altamente personalizadas, reparadas ou modificadas.

Materiais: Podem ser processados vários materiais no DED, incluindo aços inoxidáveis, ligas de titânio, Inconel e ligas de cobalto-crómio. Estes materiais são normalmente escolhidos pela sua resistência à corrosão e ao calor e pelas suas propriedades mecânicas.

Além disso, a DED é frequentemente utilizada pela sua maquinagem personalizada, uma vez que adiciona material a componentes existentes para reparações e/ou modificações do projeto, evitando a necessidade de um novo fabrico completo.

4. Jato de aglutinantes

O jato de aglutinante é definido como um processode impressão 3D de metal em que um aglutinante líquido é depositado seletivamente sobre pó metálico para criar uma peça. Após a impressão de toda a peça, esta é colocada num forno para sinterização, de modo a que as partículas de metal se fundam para formar uma estrutura sólida. É geralmente utilizado para séries de produção baixas a médias.

Materiais: Alguns dos materiais de jato de aglutinante mais comuns são o aço inoxidável, o cobre e o aço para ferramentas, e a escolha do material é muitas vezes motivada pela necessidade de componentes menos sujeitos a tensões, mas fortes e duráveis sob cargas elevadas.

Por exemplo, uma das vantagens do jato de ligante quando utilizado para serviços de impressão 3D de metal é a capacidade de imprimir peças com geometrias complexas. Estas caraterísticas asseguram que as indústrias não têm de passar pelo incómodo de ter peças personalizadas feitas para pequenas séries de protótipos ou baixos volumes de produção.

5. Extrusão de metal (modelação por deposição fundida de metal)

A extrusão de metal ou modelação por deposição fundida de metal (FDM) é idêntica à FDM de plástico normal, exceto que, em vez de filamentos termoplásticos, são utilizados filamentos metálicos. Estes filamentos são uma mistura de pós metálicos e agentes ligantes e são extrudidos através de um bocal aquecido, camada a camada, para dar origem à peça desejada.

Materiais: A extrusão de metais pode ser efectuada em diferentes materiais, como o aço inoxidável, o bronze e o alumínio. Os materiais são frequentemente um compromisso entre os requisitos da peça (resistência, ductilidade e custo). A impressão 3D de metal personalizada para produção de baixo volume ou para peças a utilizar no pós-processamento é comum com este método. O método de extrusão de metal também oferece produção em grande escala, tornando-o uma escolha flexível para empresas que fornecem serviços de impressão 3D em metal.

Conclusão

Enquanto SLM, EBM, DED, Binder Jetting e Extrusão de metal processam os seus metais para aplicações 3D, cada um tem as suas vantagens únicas dadas as propriedades do material, complexidades das peças e aplicações de utilização final. Se pretende produzir peças maquinadas personalizadas para aplicações nas áreas aeroespacial, automóvel ou médica, verificou-se que a impressão 3D de metais pode agora ser utilizada para alcançar a flexibilidade e a elevada precisão que se espera do fabrico moderno. Contacte-nos em para obter o método e o material de impressão 3D adequados para fabricar peças de elevado desempenho para as suas aplicações específicas.

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