De onde veio e como funciona a impressão 3D?

O conceito de se imprimir objetos surgiu na ficção científica muito antes do desenvolvimento de qualquer objeto impresso. No mundo real, a tecnologia de impressão 3D surgiu no início da década de 1980 e as primeiras aplicações surgiram ao final da mesma década. O termo ‘impressão 3D’ é comumente usado para se referir a uma ampla gama de processos diferentes. No geral, impressão 3D é um método de fabricação de sólidos em que um modelo digital se torna um objeto tridimensional por meio da adição de sucessivas camadas de material. O processo sempre se inicia pela criação de um modelo digital tridimensional.

Esse modelo é construído com o auxílio de programas de computador desenvolvidos especificamente para o projeto de objetos em 3 dimensões, chamadas ferramentas de CAD (computer-aided design). Em seguida, o software da impressora 3D divide o modelo digital em camadas e configura as instruções para a impressora. Por fim, a impressora 3D realiza a fabricação do modelo camada por camada, até atingir a forma final.

O modo de funcionamento da impressora 3D varia de acordo com o processo usado. Cada processo possui suas vantagens e desvantagens, que geralmente envolvem aspectos de velocidade de produção, custos, geometria, materiais usados, propriedades mecânicas e até mesmo estética. Durante as décadas de 1990 e de 2000, o desenvolvimento de novas tecnologias de impressão 3D possibilitou a popularização do processo em diversas aplicações industriais. Algumas impressoras podem ser grandes o suficiente para imprimir casas inteiras, enquanto outras são precisas o bastante para produzir objetos em escala micro ou manométrica. Entretanto, o custo do processo de impressão era muito alto e por isso eram apenas usadas em grandes empresas.

A tecnologia de impressão 3D traz uma série de vantagens únicas, mas também algumas desvantagens em relação a processos tradicionais de manufatura, como a fundição, a conformação e a usinagem. As principais vantagens da impressão 3D estão no baixo custo inicial de operação e a possibilidade de produzir objetos com formas complexas sem aumento de custo.

Alguma vez você já se perguntou o porquê de diversos objetos à nossa volta possuirem sempre formas padronizadas e repetidas? Isto ocorre porque nos processos tradicionais de manufatura é simplesmente mais barato produzir e vender produtos idênticos ao consumidor. Entretanto, a impressão 3D permite uma fácil customização do produto. É necessário apenas alterar o modelo digital para criar um objeto novo. O resultado é que cada item pode ser personalizado para atender às necessidades específicas do utilizador, sem impactar no custo de fabricação. Por isso, a tecnologia é frequentemente aplicada no desenvolvimento de protótipos. Designers de produto podem facilmente criar protótipos de alta qualidade para um novo conceito de produto. A principal inconveniência ocorre quando se trata de produção de larga escala, onde a impressão 3D apresenta alto custo em relação aos processos tradicionais. As propriedades mecânicas dos objetos impressos também costumam ser inferiores. Por isso, objetos impressos são geralmente usados em aplicações que não possuem funções estruturais críticas.

É importante entender que a impressão 3D é uma tecnologia em rápido desenvolvimento. A precisão, a repetibilidade e a variedade de materiais têm aumentado ao ponto da impressão 3D ser considerada uma tecnologia de produção industrial, com o nome de manufatura aditiva. Setores importantes da indústria de manufatura têm se beneficiado cada vez mais da tecnologia de impressão 3D. É cada vez mais comum a impressão de peças para a indústria automotiva, robótica e aeroespacial. Outros setores como a construção civil, o entretenimento e a medicina também se beneficiam da tecnologia de impressão 3D para rapidez e flexibilidade na produção.

Impressora 3D da Umaker sendo ajustada
Impressora 3D da Umaker sendo ajustada pelo consultor especialista
de impressão 3D Alan Pinto

Na última década, o vencimento de patentes de processos de impressão 3D possibilitou uma drástica redução de preço e a consequente popularização da tecnologia. Alguns processos e equipamentos se tornaram mais acessíveis ao consumidor médio. O processo de impressão 3D mais notório utiliza uma técnica de extrusão de material chamada de FDM (fused deposition modeling). As impressoras 3D FDM derretem filamentos de material através de uma pistola de precisão controlada por computador. Atualmente, um número cada vez maior de impressoras 3D são vendidas anualmente e a variedade de aplicações é cada vez maior. Diversos aspectos dessa tecnologia agora são populares e adotados tanto por profissionais quanto por amadores. Com apenas um computador e uma impressora 3D, a capacidade de produzir peças, desenvolver projetos pessoais e criar novos e melhores conceitos é ilimitada.

O impacto da impressão 3D na sociedade e na cultura está apenas nos seus primeiros estágios. A impressão 3D é uma ferramenta perfeita para pessoas que querem constantemente explorar novas ideias. Aprender a utilizar esta tecnologia vai certamente proporcionar uma valiosa experiência de vida e diversas oportunidades profissionais já no presente

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