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E a tecnologia sls?

Deixe-nos falar sobre as complexidades e nuances pouco conhecidas da impressão 3D. Desde a escolha dos melhores materiais para impressoras 3D até a otimização do preço das peças acabadas, passando por dicas de fabrico até à experiência que usamos no dia a dia!

SLS (Selective Laser Sintering) é uma tecnologia de fabrico aditivo baseada na sinterização, camada por camada, de partículas de pó de polímero usando radiação laser. A principal vantagem do SLS é o fornecimento de excelentes propriedades mecânicas do produto acabado. O Resultado final é extremamente forte, com alto detalhe e qualidade de superfícies. Outra vantagem importante do SLS é que este é praticamente isento de resíduos, já que o pó não utilizado para o crescimento das peças é parcialmente misturado com novas porções de material e devolvido ao trabalho (esse processo é chamado de regeneração), e parcialmente enviado para reciclagem.

O princípio básico da impressora SLS é sinterizar o pó de polímero com um feixe de laser. O pó pré-aquecido é brevemente irradiado por um laser e sinterizado com as partículas já endurecidas na camada subjacente. Ao controlar os parâmetros deste processo é possível atingir a porosidade residual e a densidade desejada da peça resultante. A empresa de fabrico da impressora (consideraremos os produtos da empresa alemã EOS) fornece aos proprietários de máquinas SLS conjuntos de parâmetros originais, que combinam de maneira ideal com os materiais utilizados e foram otimizados cuidadosamente. Para a produção de peças com diferentes propriedades a empresa disponibiliza conjuntos especiais de parâmetros (Part Property Profile – PPP), que garantem que as peças impressas com o seu uso terão as mesmas características, independentemente da máquina em que foram produzidas. Todos os conjuntos de parâmetros PPP são atualizados uma vez que a EOS os otimiza continuamente.

AS PRINCIPAIS VANTAGENS (E ALGUMAS DESVANTAGENS) DA TECNOLOGIA SLS

Vantagens

  • Excelentes propriedades mecânicas do produto acabado;
  • Alta produtividade – o laser derrete apenas a superfície das partículas de pó, não todo o seu volume. Isso permite que as máquinas SLS funcionem muito mais rápido do que outras impressoras 3D em pó;
  • Não requer materiais de suporte – o próprio pó na câmara de trabalho suporta o modelo até que seja finalizado;
  • Permite imprimir objetos muito grandes (até 750 mm), ou uma série inteira de peças de uma só vez – isso é possível graças às câmaras de construção volumétrica das impressoras SLS.

Desvantagens

  • Alto custo de consumíveis e do próprio equipamento;
  • Requer formação obrigatória de especialistas em cursos certificados.

 

FASES DE IMPRESSÃO 3D NA TECNOLOGIA SLS

 

Importante: A máquina SLS é complexa e perigosa o suficiente para que apenas pessoal treinado pela EOS tenha permissão para operá-la. Apenas os especialistas do fabricante podem trabalhar com o laser da 4ª classe de perigo instalado nele.

Vejamos todas as etapas de crescimento de um objeto usando a tecnologia SLS no exemplo da excelente impressora 3D EOS Formiga P100.

Criamos um modelo da peça futura em CAD (poderá ser obtido por outros meios, como por exemplo, por digitalização 3D) – este é um procedimento padrão para qualquer desenvolvimento de engenharia moderna. A saída é um arquivo STL com geometria tridimensional das peças que precisamos;

Realizamos o posicionamento e o corte do modelo – este passo é realizado em programas proprietários especiais dos fabricantes de máquinas SLS (no caso da técnica EOS, é o software RP-Tools). Nesta fase, colocamos os modelos de peças no volume de trabalho da máquina de forma a aproveitar ao máximo toda a área de construção. Isso permite minimizar o tempo de produção e o consumo de pó. Aqui também definimos parâmetros de exposição que podem ser usados para influenciar as características das peças futuras. Por exemplo, podemos alterar a sua resistência, porosidade e qualidade de superfície. A saída é um lote de arquivos no formato SLI;

É criado um trabalho de construção e posteriormente transferido para a máquina – o software Desktop-PSW da EOS empacota arquivos SLI num trabalho de construção e transfere-os para o controlador de impressora SLS. Esta etapa dita o fim da parte de software do trabalho.

Preparação da Máquina

O processo inicia com a instalação de uma câmara amovível. É onde ocorre o processo de crescimento e onde estarão as peças acabadas ao final do trabalho;

Enchemos os tanques com pó e “fazemos uma cama”, espalhando uma camada de pó fresco sobre uma plataforma móvel de uma câmara de trabalho, quando está na posição superior. Curiosidade: os alimentadores verticais de pó na parte superior da máquina SLS são todos impressos… na mesma máquina SLS. E há muitas dessas partes na sua construção…

Aqueça a máquina – neste ponto, a temperatura na câmara de construção deve atingir 160ºC. Isso é necessário para aquecer a área de trabalho, bem como toda a máquina, os seus componentes e o pó nela contido. Demora cerca de 2 horas para pré-aquecer a máquina. Esta etapa é chamada de Fase de Aquecimento.

O Processo de Construção

O processo de impressão 3D deverá ser monitoado. O crescimento de uma peça pode levar muitas horas e, na maioria das vezes, nenhum controle do processo é necessário. Mas a máquina SLS é vulnerável a falhas devido a detritos (como cabelos) que entram na câmara de trabalho. Portanto,  deve ser verificada a evolução do processo de tempos a tempos. 

Finalizando o trabalho e desempacotando as peças

Deixe a impressora SLS e as peças impressas arrefecerem naturalmente; desembale a câmara somente quando a temperatura cair abaixo de 60ºC. Um ponto importante: de acordo com a tecnologia EOS, o tempo de arrefecimento deve ser no mínimo igual ao tempo de impressão.

Durante o arrefecimento, as peçlas produzidas encolhem e deformam devido às diferenças de temperatura em partes do objeto e ao seu arrefecimento desigual.

Devido a isso, várias regras devem ser seguidas:

  • As peças sujeitas a empenamento e encolhimento devem ser colocadas nos 2/3 superiores da área de construção, pois o terço inferior fica em contato com o fundo mais frio do tanque de reposição (câmaras);
  • As peças propensas a empenamento e encolhimento devem ser colocadas em ângulo na profundidade do volume de trabalho, o mais longe possível de suas bordas.

Remoção da Câmara

A grande vantagem da tecnologia SLS é que os objetos criados com ela não necessitam de estruturas de suporte, que se tornarão resíduos após a impressão. As peças são simplesmente retiradas do tanque, escovadas e enviadas para a máquina de limpeza onde são tratadas com esferas de vidro. A partir daí, são encaminhados para as demais etapas da produção.

Reciclagem do pó não utilizado

No final de toda a operação, o pó utilizado deve ser peneirado e adicionada uma porção de material novo que são depois misturados. O pó de polímero para impressoras SLS é dispendioso, sendo esse ponto uma desvantagem. Esta questão pode ser melhorada devido às propriedades do pó que se regenera com a adição de apenas uma percentagem de pó novo. Este processo é completamente comprovado e está integrado na própria base da tecnologia EOS. Pode ter certeza de que as propriedades das peças não são prejudicadas pelo pó regenerado!

No entanto, também há uma nuance importante aqui – a mistura incorreta de pós leva ao aparecimento de um padrão de listas claras e escuras, rugas (“pele laranja”) e áreas de densidade variável no produto impresso. Para evitar isso, os procedimentos de mistura recomendados pelo fabricante devem ser rigorosamente seguidos.

Tem duvidas ou quer sabr mais sobre este processo? Contacte-nos através do botão abaixo!

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