A impressão 3D é uma tecnologia espantosa que tem uma enorme importância em muitas indústrias, principalmente devido à sua capacidade de imprimir materiais resistentes, em formas pouco ortodoxas. Algumas tecnologias ainda não conseguem produzir sem problemas algumas formas que a impressão 3D consegue.

Por isso, coloca-se a questão: que materiais não podem ser impressos em 3D?

Materiais como a madeira, o tecido, o papel e as rochas não podem ser impressos em 3D porque arderiam antes de poderem ser fundidos e extrudidos através de um bocal.

Este artigo irá responder a algumas perguntas comuns sobre as capacidades e limitações da impressão 3D, em termos de materiais que podem e não podem ser impressos, bem como de formas.

Que materiais não podem ser impressos em 3D?

A resposta principal é que não é possível imprimir com materiais que não possam ser fundidos, num estado semi-líquido que possa ser extrudido. Se observarmos o funcionamento das impressoras 3D FDM, estas fundem materiais termoplásticos a partir de uma bobina, com tolerâncias apertadas de ±0,05 e inferiores.

Os materiais que ardem em vez de derreterem a altas temperaturas vão ter dificuldade em ser extrudidos através de um bocal.

Desde que consiga satisfazer o estado semi-líquido e as tolerâncias, deve poder imprimir esse material em 3D. Muitos materiais não satisfazem estas propriedades.

Por outro lado, também podemos utilizar pós para metais num processo chamado Sinterização Selectiva a Laser (SLS), que utiliza um laser para sinterizar material em pó e ligá-lo para criar um modelo sólido.

Os materiais que não podem ser impressos em 3D são:

• Madeira verdadeira, embora possamos criar um híbrido de PLA e grãos de madeira
• Pano/Tecidos
• Papel
• Rocha - embora se possa derreter material vulcânico como o absalto ou o riolito

Na verdade, não consegui encontrar muitos materiais que não possam ser impressos em 3D, é realmente possível fazer com que a maioria dos materiais funcione de uma forma ou de outra!

Talvez seja um pouco mais fácil olhar para o outro lado desta questão para obter mais conhecimentos sobre materiais no espaço de impressão 3D.

Que materiais podem ser impressos em 3D?

Então, já sabe quais os materiais que não podem ser impressos em 3D, mas e os materiais que podem ser impressos em 3D?

• PLA
• ABS
• Metais (titânio, aço inoxidável, cromo-cobalto, liga de níquel, etc.)
• Policarbonato (filamento muito resistente)
• Alimentação
• Betão (casas impressas em 3D)
• TPU (material flexível)
• Grafite
• Bio-Materiais (células vivas)
• Acrílico
• Electrónica (placas de circuitos)
• PETG
• Cerâmica
• Ouro (possível, mas este método seria bastante ineficaz)
• Prata
• Nylon
• Vidro
• PEEK
• Fibra de carbono
• PLA com enchimento de madeira (pode ter cerca de 30% de partículas de madeira e 70% de PLA)
• PLA com enchimento de cobre ("80% de teor de cobre")
• HIPS e muito mais

Ficaria surpreendido com a evolução da impressão 3D nos últimos anos, com todo o tipo de universidades e engenheiros a criarem novos métodos para imprimir em 3D diferentes tipos de objectos.

Até a electrónica pode ser impressa em 3D, o que é algo que a maioria das pessoas nunca pensaria ser possível.

Sim, também existem impressoras bio-3D que as pessoas utilizam para imprimir células vivas. O seu preço pode variar entre os 10 000 e os 200 000 dólares e, basicamente, utilizam o fabrico aditivo de células e material biocompatível para criar camadas de uma estrutura viva que pode imitar sistemas vivos naturais.

Coisas como o ouro e a prata podem ser transformadas em objectos 3D com a ajuda da impressão 3D, mas não são realmente impressas em 3D. São feitas através de um processo de impressão de modelos de cera, fundição, derretimento do ouro ou da prata e, em seguida, derramamento desse ouro ou prata derretidos no molde.

Abaixo está um vídeo porreiro que mostra como se pode criar um anel de tigre em prata, desde o design até ao anel final.

O processo é realmente especializado e requer ferramentas e equipamento adequados para o fazer funcionar, mas o melhor de tudo é o pormenor do modelo e a forma como é criado com a ajuda significativa da impressão 3D.

A personalização com a impressão 3D é a melhor parte da tecnologia, sendo possível personalizar os seus próprios objectos com facilidade.

Que formas não podem ser impressas em 3D?

Em termos práticos, será difícil encontrar formas que não possam ser impressas em 3D porque existem muitas técnicas de impressão 3D que podem ultrapassar as limitações.

Penso que encontrará várias formas e modelos incrivelmente complexos se consultar a etiqueta matemática no Thingiverse.

E que tal os Puzzle Knots, criados por SteedMaker no Thingiverse.

Ou o Nó de Trefoil, criado por shockwave3d no Thingiverse.

As formas que a FDM tem dificuldade em imprimir, podem normalmente ser feitas com a impressão SLA (cura da resina com raios laser) e vice-versa.

As impressoras 3D normais podem ter problemas de impressão:

• Formas que têm pouco contacto com o leito, como esferas
• Modelos com bordos muito finos, semelhantes a penas
• Impressões 3D com grandes saliências ou impressão em pleno ar
• Objectos muito grandes
• Formas com paredes finas

Muitos destes problemas podem ser ultrapassados através da utilização de vários métodos de impressão assistida, como a utilização de estruturas de suporte para saliências, a alteração da orientação para que as partes finas não sejam a base da impressão, a utilização de jangadas e bordos como uma base sólida e até a divisão dos modelos em partes.

Formas com pouco contacto com a cama

As formas que têm uma base pequena e pouco contacto com a base não podem ser impressas em 3D directamente como as outras formas são impressas em 3D. A razão é simplesmente que o objecto saltará da base mesmo antes de a impressão estar concluída.

É por isso que não é possível criar facilmente um objecto esférico, uma vez que o contacto com a superfície é muito pequeno e o corpo é demasiado grande para se remover durante o processo.

A jangada é uma malha de filamentos que é colocada na plataforma de construção, na qual é impressa a primeira camada do modelo

Bordos finos, tipo pena

A impressão 3D de elementos muito finos, como uma pena ou um gume de faca, é quase impossível com a impressão 3D devido à orientação, à precisão XYZ e ao método geral de extrusão.

Isto só pode ser feito em máquinas extremamente precisas de alguns microns e, mesmo assim, não será capaz de obter arestas tão finas como se pretende. A tecnologia tem primeiro de aumentar a sua resolução para passar a espessura desejada que se pretende imprimir.

Impressões com grandes saliências ou impressão em pleno ar

Os objectos que têm grandes partes salientes são difíceis de imprimir e, por vezes, é impossível.

Este problema é simples: se as formas que estão a ser impressas estiverem demasiado afastadas da camada anterior e se o seu tamanho for grande, partir-se-ão antes de a camada se poder formar correctamente no lugar.

A maioria das pessoas pensaria que não se pode imprimir em cima do nada, porque tem de haver algum tipo de base, mas quando se domina realmente a impressora 3D e as definições, um fenómeno chamado ponte pode ser muito útil neste caso.

O Cura tem alguma ajuda para melhorar as nossas saliências com a opção "Activar definições de ponte".

A ligação em ponte pode ser significativamente melhorada com as definições correctas, juntamente com uma conduta Petsfang, como se pode ver no vídeo abaixo.

Conseguiu imprimir em 3D, com relativo sucesso, uma saliência com 300 mm de comprimento, o que é muito impressionante! Alterou a velocidade de impressão para 100 mm/s e 70 mm/s para o enchimento, mas apenas porque a impressão demoraria muito tempo, pelo que é muito possível obter resultados ainda melhores.

Felizmente, também podemos produzir torres de suporte por baixo destas grandes saliências, para as segurar e permitir que mantenham a sua forma.

Impressões 3D muito grandes

A maioria das impressoras 3D FDM varia entre 100 x 100 x 100 mm e 400 x 400 x 400 mm, pelo que será difícil encontrar uma impressora 3D que consiga imprimir objectos grandes de uma só vez.

A maior impressora 3D FDM que encontrei é a Modix Big-180X, que tem um enorme volume de construção de 1800 x 600 x 600 mm, pesando 160 kg!

Esta não é uma máquina a que se possa esperar ter acesso, por isso, entretanto, temos de nos cingir às nossas máquinas mais pequenas.

Nem tudo é mau, porque temos a possibilidade de dividir os modelos em partes mais pequenas, imprimi-las separadamente e depois juntá-las com uma substância adesiva como supercola ou epóxi.