Os materiais plásticos podem ser classificados em 3 grupos: standard, engenharia e plásticos avançados.
Os plásticos avançados são conhecidos como PAEK (poliaril éter éter cetona), plásticos semi-cristalinos que suportam altas temperaturas, mantendo as propriedades mecânicas.
Imagem 1: Pirâmide de classificação de plásticos. Fonte: Filament2print.
Dentro da família PAEK existem três tipos: PEEK, PEKK e PEI, todos com alta resistência química e mecânica e inflamabilidade a altas temperaturas. Entre estes três materiais, o PEI destaca-se do resto devido à sua estabilidade dimensional, que lhe confere alta resistência térmica sem alterar as suas propriedades mecânicas.
O PEI é frequentemente utilizado em aplicações onde a resistência térmica e os valores de alta pressão são um requisito indispensável, tais como a moldagem por injecção. Fazer moldes de injecção por impressão 3D reduz os custos de fabrico e acelera o processo de prototipagem, tornando mais rápida e fácil a produção de resultados. Um dos filamentos que se destaca para esta actividade é o Ultem 1010.
Para imprimir um filamento como o Ultem 1010, é necessário utilizar uma impressora 3D industrial que atinja uma temperatura de impressão superior a 400 ͒C, uma temperatura de leito quente de pelo menos 150 ͒C e uma temperatura de câmara de pelo menos 80 ͒C.
Há alguns anos atrás, era difícil pensar que um protótipo de uma peça pudesse ser reproduzido em apenas algumas horas e com acabamentos e qualidade excepcionais. A integração da impressão em 3D no processo de produção industrial tem sido lenta, devido às limitações existentes em termos de volume de produção e à escassez de materiais técnicos com os quais trabalhar. Actualmente, a impressão em 3D FDM é uma ferramenta indispensável na indústria e está acessível a qualquer utilizador que deseje expandir os seus conhecimentos e competências neste método de fabrico.
Na produção de peças impressas em 3D FDM para a indústria, é muitas vezes necessário fabricar peças com geometrias complexas que podem exigir estruturas de suporte para suportar áreas com sobrecargas ou ângulos íngremes. Ao imprimir em 3D uma peça com suportes, o mesmo material de construção pode ser utilizado. Estes suportes devem ser removidos após a conclusão do processo de impressão em 3D. Nestes casos, deve ter-se cuidado ao retirá-los, pois isso pode danificar a parte final. Do mesmo modo, após a remoção das estruturas de suporte, o pós-processamento deve ser efectuado para deixar a superfície da peça livre de material em excesso, de modo a obter uma superfície o mais uniforme possível.
Imagem 2: Turbina impressa em 3D com e sem material de suporte. Fonte: Infinite material solution.
Para facilitar o processo de impressão 3D FDM de peças com geometrias complexas, foram desenvolvidos vários materiais de suporte solúveis (quer em substâncias como D-Limonene ou em água) compatíveis com diferentes materiais como PLA, PETG ou ABS entre outros, mas não válidos para utilização em combinação com filamentos avançados como PEEK, PEKK ou PEI Ultem devido à sua elevada temperatura de impressão.
Infinite material solutions é uma empresa americana fundada em 2018, dedicada ao desenvolvimento de materiais inovadores para a impressão 3D FFF. Em Novembro de 2020, a Infinite material solutions lança AquaSys 180, um material de suporte solúvel concebido para resistir a temperaturas elevadas.
Imagem 3: Processo de impressão 3D com AquaSys 180: Infinite material solutions.
AquaSys 180 é o primeiro material de suporte solúvel compatível com materiais avançados, suportando temperaturas de impressão até 300 ͒C e temperaturas de base e de câmara até 180 ͒C. Graças à resistência térmica de AquaSys 180, este filamento pode ser utilizado como material de suporte solúvel em combinação com materiais avançados como PEEK, PEKK, ULTEM ou PPSU, oferecendo maior liberdade de desenho e flexibilidade para o sector industrial.
Graças à investigação de fabricantes como a Infinite material solutions e à sua vontade de desenvolver novos produtos avançados como o AquaSys 180, o sector industrial tem cada vez mais recursos disponíveis para o fabrico de peças utilizando a impressão 3D FDM.
