Se está a pensar se a Ender 3 ou outras impressoras 3D podem imprimir em 3D metal ou madeira, não está sozinho. Esta é uma pergunta que várias pessoas se colocam depois de se interessarem mais por este campo, à qual decidi responder neste artigo.

A Ender 3 não consegue imprimir madeira pura ou metal, mas sim madeira e metal; o PLA com infusão de metal é um material muito utilizado que pode ser impresso em 3D na Ender 3. Não são substitutos. Existem impressoras 3D especializadas em impressão 3D de metal, mas estas são muito mais caras e podem custar entre 10 000 e 40 000 dólares.

O resto deste artigo abordará mais alguns pormenores sobre a impressão 3D de metal & filamento com infusão de madeira, bem como algumas informações sobre impressoras 3D de metal, por isso fique até ao fim.

As impressoras 3D e a Ender 3 podem imprimir metal e madeira em 3D?

As impressoras 3D especializadas podem imprimir metal com uma tecnologia chamada Selective Laser Sintering (SLS), mas isto não inclui a Ender 3. Actualmente, nenhuma impressora 3D pode imprimir madeira pura, embora existam híbridos de PLA que são misturados com grãos de madeira, dando o aspecto e até o cheiro da madeira quando impressa em 3D.

Para conseguir que uma impressora 3D imprima com metal, terá de gastar uma boa quantia de dinheiro numa impressora 3D SLS, sendo que uma impressora económica pode custar entre $10.000 e $40.000.

Depois, é necessário aprender a utilizar correctamente a impressora e comprar outras peças, bem como o próprio material, que é um pó metálico. Pode ser bastante caro e, definitivamente, não é recomendado para os amadores comuns em casa.

A Sinterit Lisa na 3DPrima custa cerca de 12.000 dólares e tem um volume de construção de apenas 150 x 200 x 150 mm. Oferece aos utilizadores uma forma de produzir peças verdadeiramente funcionais com grande precisão dimensional e detalhes surpreendentes.

Outra peça chamada Sandblaster foi concebida para limpar, polir e terminar as impressões de uma impressora 3D SLS. Utiliza material abrasivo e ar comprimido para penetrar no exterior do modelo e realçar os pormenores.

O pó parece custar cerca de 165 dólares por kg, de acordo com os preços no 3DPrima, em lotes de 2 kg.

Se quiser ter uma ideia melhor do que é a SLS e como funciona, coloco um link para um vídeo mais abaixo, sob o título Impressora 3D de metal mais barata.

Passando à madeira, não podemos imprimir em 3D madeira pura devido à forma como a madeira reage aos altos calores necessários para a extrudir, uma vez que queimaria em vez de derreter.

No entanto, existem filamentos compósitos especiais que, de facto, têm plástico PLA misturado com grãos de madeira, conhecidos como PLA com infusão de madeira.

Têm muitas propriedades semelhantes à madeira, como o aspecto e até o cheiro, mas com uma inspecção atenta, por vezes, é possível perceber que não se trata de madeira pura. No entanto, os modelos que vi impressos em madeira têm um aspecto fantástico.

Imprimi em 3D com madeira para dar um novo visual ao meu comando XBONE

Na próxima secção, descobriremos informações essenciais sobre o filamento PLA com infusão de metal e com infusão de madeira.

O que é o filamento PLA com infusão de metal e com infusão de madeira?

O filamento com infusão de metal é um híbrido de PLA e pó de metal, normalmente sob a forma de carbono, aço inoxidável ou cobre. O PLA de fibra de carbono é muito popular devido à sua durabilidade e resistência. O filamento com infusão de madeira é um híbrido de PLA e pó de madeira, e parece-se muito com madeira.

Estes filamentos PLA com infusão de metal e madeira são normalmente mais caros do que o PLA normal, com um aumento de 25% ou mais no preço. O PLA normal custa cerca de 20 dólares por kg, enquanto estes híbridos custam 25 dólares ou mais por 1 kg.

Estes filamentos podem tornar-se bastante abrasivos para os seus bicos de latão normais, especialmente o filamento de fibra de carbono, pelo que é uma boa ideia investir num conjunto de bicos de aço endurecido.

Escrevi um artigo que pode consultar chamado 3D Printer Nozzle - Brass Vs Stainless Steel Vs Hardened Steel (Bocal para impressora 3D - Latão Vs Aço Inoxidável Vs Aço Endurecido) que dá uma boa ideia das diferenças entre os três principais tipos de bocal.

O filamento para impressora 3D MGChemicals Wood é uma óptima escolha para obter filamento de madeira de alta qualidade, que pode ser comprado na Amazon a um preço respeitável.

É uma mistura de ácido poliláctico (PLA) e partículas de madeira, com uma mistura de 80% de PLA e 20% de madeira, de acordo com a MSDS.

O filamento de madeira tem misturas que vão de 10% a 40% de madeira, embora as percentagens mais elevadas possam causar mais problemas, como entupimento e encordoamento, pelo que a marca de 20% é um óptimo ponto de partida.

Alguns filamentos de madeira têm, de facto, um ligeiro cheiro a madeira queimada durante a impressão! O pós-processamento das impressões em madeira é uma óptima ideia, pois pode tingi-las como se fossem madeira pura, dando-lhes um aspecto muito especial.

Agora vamos ver alguns filamentos de fibra de carbono que são populares na comunidade de impressão 3D.

Um óptimo filamento de fibra de carbono para escolher é o PRILINE Carbon Fiber Polycarbonate Filament, que é uma mistura de filamento de policarbonato (muito forte) e fibra de carbono.

Embora este filamento seja mais caro do que o habitual, se alguma vez desejou uma impressão 3D realmente forte, capaz de resistir a muitos impactos e danos, esta é uma escolha fantástica. Segundo consta, tem cerca de 5-10% de fibras de carbono em toda a sua extensão, e não pó como outros híbridos.

Este filamento tem muitas vantagens, tais como:

• Grande precisão dimensional e impressão sem deformações
• Excelente aderência da camada
• Fácil remoção do suporte
• Tolerância ao calor muito elevada, óptima para impressões funcionais no exterior
• Relação resistência/peso muito elevada.

É possível imprimir metal em 3D a partir de casa?

Pode definitivamente imprimir metal em 3D a partir de casa, mas terá de gastar muito dinheiro, não só na impressora 3D SLS, mas também nos acessórios necessários, bem como nos dispendiosos pós metálicos para impressão 3D. A impressão 3D de metal requer normalmente impressão, lavagem e depois sinterização, o que significa mais máquinas.

Existem actualmente muitos tipos de tecnologias de impressão 3D em metal, cada uma com os seus próprios requisitos, características e funcionalidades.

PBF ou Powder Bed Fusion (fusão em leito de pó) é uma tecnologia de impressão 3D de metal que coloca o pó metálico camada a camada e depois funde-o com uma fonte de calor extremamente quente.

O principal tipo de impressão 3D em metal é um processo complicado que requer um sistema de fornecimento de gás que tenha integrado azoto ou árgon na câmara de impressão para eliminar o ar atmosférico.

Um ambiente sem oxigénio permite-lhe utilizar muitos dos pós SLS existentes no mercado, como a poliamida Onyx PA 11, uma melhor alternativa à PA 12 padrão.

A One Click Metal é uma empresa que está a trabalhar em impressoras 3D de metal acessíveis que não requerem as três máquinas e podem funcionar apenas com uma.

É uma máquina muito grande, como pode ver, por isso não vai caber exactamente num escritório normal, mas é definitivamente possível.

A forma como a tecnologia tem vindo a desenvolver-se recentemente significa que estamos cada vez mais próximos de uma solução de impressão 3D em metal, embora muitas patentes e outros obstáculos se tenham colocado no seu caminho.

À medida que a procura de impressão 3D em metal aumenta, começaremos a ver mais fabricantes a entrar no mercado, resultando em impressoras de metal mais baratas que podemos utilizar.

Qual é a impressora 3D de metal mais barata?

Uma das impressoras 3D de metal mais baratas do mercado é a iRo3d, que custa cerca de 7000 dólares pelo Modelo C, utilizando uma tecnologia de Deposição Selectiva de Pó (SPD). Pode produzir vários tipos de impressões de metal com uma altura de camada de apenas 0,1 mm e tem um volume de construção de 280 x 275 x 110 mm.

O vídeo abaixo mostra o seu aspecto e funcionamento, uma criação realmente impressionante.

Pode adquirir esta impressora 3D no seu sítio Web e enviar um e-mail à iro3d para uma encomenda directa, embora estejam à procura de um fabricante para produzir e distribuir este modelo.

Esta tecnologia é espantosa pelo facto de não reduzir a resistência do metal de forma alguma, não ter qualquer tipo de retracção e poder produzir impressões em cerca de 24 horas.

O pós-processamento necessário pode implicar a necessidade de um forno para cozer a impressão 3D.

Um forno de cerâmica novo pode custar cerca de 1000 dólares ou mesmo um forno usado pode custar algumas centenas de dólares. Teríamos de atingir temperaturas superiores a 1000°C, pelo que não se trata de um projecto simples.

Que tipos de metal podem ser impressos em 3D?

Os tipos de metal que podem ser impressos em 3D são:

• Ferro
• Cobre
• Níquel
• Lata
• Chumbo
• Bismuto
• Molibdénio
• Cobalto
• Prata
• Ouro
• Platina
• Tungsténio
• Paládio
• Carboneto de tungsténio
• Aço maraging
• Carboneto de boro
• Carboneto de silício
• Crómio
• Vanádio
• Alumínio
• Magnésio
• Titânio
• Aço inoxidável
• Cromo-cobalto

O aço inoxidável tem as propriedades de resistência à corrosão e alta resistência. Muitas indústrias e fabricantes estão a utilizar o aço inoxidável para a impressão 3D.

O aço inoxidável é amplamente utilizado em aplicações médicas, aeroespaciais e de engenharia, incluindo protótipos, devido à sua dureza e resistência, sendo também adequado para produtos de pequenas séries e peças sobresselentes.

O cobalto-cromo é um metal resistente à temperatura e à corrosão, utilizado principalmente em aplicações de engenharia, como turbinas e implantes médicos.

O aço Maraging é um metal facilmente maquinável com boa condutividade térmica. A utilização eficaz do aço Maraging é para as séries de moldagem por injecção e fundição de alumínio.

O alumínio é uma liga de fundição típica, de baixo peso e com boas propriedades térmicas. Pode utilizar o alumínio para fins automóveis.

A liga de níquel é um metal resistente ao calor e à corrosão e é amplamente utilizada em turbinas, foguetões e na indústria aeroespacial.

O metal impresso em 3D é forte?

As peças metálicas impressas em 3D não perdem normalmente a sua resistência, especialmente com a tecnologia de deposição selectiva de pó. Na verdade, é possível aumentar a resistência das peças metálicas impressas em 3D utilizando estruturas únicas de paredes celulares internas até à escala micrónica.

Funciona através de um processo controlado por computador e pode resultar na prevenção de problemas comuns como fracturas. Com as melhorias na investigação e desenvolvimento da impressão 3D de metal, estou certo de que o metal impresso em 3D continuará a ficar mais forte.

Pode até construir peças metálicas fortes utilizando a química como estratégia, usando a quantidade certa de oxigénio no titânio para melhorar a força e a resistência ao impacto do objecto.