O pós-processamento ganha importância à medida que o número de peças em 3D

O pós-processamento eficiente de peças impressas em 3D ganha mais importância à medida que os volumes de produção aumentam. Imagem: ProtoCAM

Vamos ser sinceros: as peças que saem da maioria das impressoras 3D são… um pouco feias. Existem suportes para remover, pó e resina para limpar e superfícies e recursos críticos para usinar. Sem estas operações secundárias, as peças impressas têm pouco valor.

Como qualquer projetista de peças lhe dirá, a complexidade pode ser gratuita com a manufatura aditiva (AM), mas o pós-processamento necessário para tornar sua ideia mais recente funcional e esteticamente agradável tem um custo significativo.

“Dois terços de nossas instalações são dedicados a técnicos e equipamentos de pós-processamento – apenas um terço vai para a impressão real”, disse Ed Graham, vice-presidente de fabricação aditiva da ProtoCAM, uma agência de serviços em Allentown, Pensilvânia. , o mandato médio é de 15 anos. Temos muita sorte nesse aspecto, porque não há para onde ir se você precisar de pessoas com essas habilidades. Para mim, a impressão é a parte mais fácil da manufatura aditiva. É o pós-processamento que é difícil.”

Uma linha difícil de enxada

Mas o que torna o pós-processamento tão difícil e por que ele é necessário em primeiro lugar? Com as impressoras a laser custando mais do que a maioria das máquinas-ferramentas CNC – e muitas vezes muito mais – alguém poderia pensar que elas poderiam entregar peças prontas para o horário nobre, sem a necessidade de limpeza, jateamento, raspagem e lixamento com energia humana.

Para responder a essas perguntas, é necessário compreender o processo de impressão 3D. AM funciona como o próprio nome sugere, adicionando gradualmente material a uma peça de trabalho, geralmente uma camada fina como papel de cada vez. E assim como um edifício de escritórios pode precisar de reforço para manter as paredes e pisos estáveis ​​durante a construção, muitos processos aditivos também exigem suportes na forma de estruturas semelhantes a treliças para evitar que a peça de trabalho em crescimento caia ou deforme durante sua produção. Esses suportes devem ser removidos após a construção.

O processo de construção camada por camada também cria um efeito de escada em todas as superfícies das peças não horizontais. Essas camadas normalmente exigem algum nível de alisamento depois que a peça sai da câmara, e as superfícies funcionais podem precisar de usinagem secundária. Os furos, por exemplo, muitas vezes requerem alargamento ou mandrilamento; as peças roscadas devem ser rosqueadas ou fresadas; e, dependendo do tamanho da peça de trabalho, sua geometria e o tipo de processo aditivo usado, recursos com especificações dimensionais menores que ±0,005 polegada ou mais precisarão ser finalizados em um centro de usinagem CNC, torno, EDM ou retificadora.

Há também a matéria-prima a considerar. As peças retiradas de uma impressora 3D com leito de pó lembram um bolo mal assado, com pedaços de metal ou plástico presos em seus bolsos e fendas, enquanto as que emergem do tanque de uma impressora à base de resina costumam ser uma bagunça pegajosa. Aqui, novamente, todo esse excesso de pó ou resina deve ser removido da peça recém-nascida e o material restante recuperado para uso posterior.

As peças metálicas impressas – uma das principais razões para o crescimento significativo da AM nos últimos anos – devem ser cortadas da sua placa de construção e depois tratadas termicamente para remover as tensões internas geradas durante o processo de impressão. Após a conclusão dos processos secundários descritos, as peças são frequentemente pintadas, anodizadas ou revestidas, assim como acontece com os componentes fabricados de forma subtrativa.

Da mesma forma, as peças de polímero podem ser pintadas ou folheadas, mas geralmente são tingidas em um processo que lembra a coloração de ovos de Páscoa.

Uma peça de resina antes e depois do pós-processamento.

A necessidade de velocidade

Felizmente, as indústrias de usinagem e fabricação têm pós-processado peças manufaturadas há séculos, e praticamente todos os métodos tradicionais usados ​​para isso são igualmente eficazes em componentes impressos em 3D. Mas à medida que a AM transita do que foi durante muito tempo uma tecnologia apenas de protótipo para um processo convencional de fabrico de peças de utilização final, o desafio é dimensionar e automatizar estes processos para apoiar a produção aditiva em massa.