Microfusão a partir de peças impressas em 3D com resinas calcinadas

A fundição por cera perdida é um dos métodos de fabrico mais amplamente utilizados na indústria da joalharia, sendo o processo de fundição mais antigo conhecido.

A microfusão permite obter réplicas metálicas por meio de um molde que é feito a partir de um protótipo tradicionalmente modelado em cera. Neste caso, as peças impressas em 3D com resinas queimadas são utilizadas para substituir os modelos de cera.

A joalharia pode ser feita a partir de uma variedade de metais, incluindo ouro, platina, prata e latão, utilizando o processo de fundição. Abaixo pode ver o processo de microfusão de jóias a partir de peças impressas em 3D com resinas queimadas:

1- Impressão 3D da peça

Com base em desenhos criados utilizando software CAD, os modelos desejados devem ser impressos em 3D. Há actualmente um grande número de resinas calcináveis disponíveis de diferentes fabricantes. A utilização de um ou outro material depende da impressora 3D utilizada e das características requeridas para as peças.

Imagem 1: Anel impresso em 3D com resina queimada FormLabs. Fonte: FormLabs.

Uma das mais populares impressoras 3D para impressão 3D no sector da joalharia é a Form3+ do famoso fabricante FormLabs. Esta impressora 3D não requer conhecimentos técnicos avançados e pode, portanto, ser utilizada sem dificuldade. A impressora Form3 3D limita a sua utilização apenas por ser compatível com materiais desenvolvidos pelo fabricante. Isto pode ser uma vantagem, uma vez que não é necessária nenhuma configuração e os parâmetros de configuração e valores modificáveis são reduzidos ao mínimo, com apenas o tipo de material e alguns parâmetros básicos a serem seleccionados. Isto reduz a margem de erro a um mínimo.

A tabela seguinte mostra algumas das resinas queimáveis mais populares e a sua compatibilidade com impressoras 3D:

Tabela 1: Resinas de combustão e compatibilidade. Fonte: Filament2print.

Cada material tem propriedades diferentes e requer parâmetros diferentes. No entanto, todas elas têm uma característica comum: foram desenvolvidas para substituir peças de cera no processo de microfusão, com uma composição que atinge peças fundidas livres de resíduos que poderiam afectar o resultado final das peças.

Depois de impressas, as peças devem ser curadas se o material o exigir. Isto depende da composição da resina e o conselho do fabricante deve ser sempre seguido para se obter um resultado óptimo.

2- Árvore de cera

Uma vez curadas as peças (nos casos em que esta etapa é necessária), a remoção do suporte pode ser efectuada, sempre com grande cuidado. Para conseguir a remoção total do suporte e um acabamento perfeito, pode utilizar lixa (400 gramas ou superior) ou mesmo uma ferramenta rotativa com um acessório de polimento.

Para criar a árvore de cera, é tirada uma base de cera e presa a uma cobertura de borracha do jacto. Pequenas hastes cilíndricas de cera são soldadas à base de cera utilizando uma ferramenta térmica. Na outra extremidade das barras, as peças impressas em 3D são soldadas.

Imagem 2: Árvore de cera fundida. Fonte: FormLabs.

Este processo é semelhante ao realizado em microfusão quando se fundem peças de cera tradicionalmente esculpidas.

3- Preparação do molde

A árvore de cera com as peças impressas em 3D em resina queimada deve ser colocada dentro de um cilindro de aço refractário, que deve ser encaixado na tampa do cilindro de borracha. No caso do cilindro de aço refractário ter furos, estes devem ser cobertos com fita adesiva.

Imagem 3: Revestimento do cilindro de aço refractário. Fonte: Formlabs.

A fundição deve então ser vertida lentamente, sempre do lado do cilindro para evitar danificar a árvore com as peças 3D impressas com resina calcinável.

Imagem 4: Verter a fundição para um cilindro de aço refractário. Fonte: Formlabs.

Ao verter a fundição, é possível que permaneçam pequenas bolsas de ar que podem afectar a qualidade das peças finais. Por este motivo, é muito importante realizar o processo de desgaseificação numa câmara de vácuo.

4- Burnout

O cilindro é colocado no forno, seguindo as instruções de tempo e temperatura recomendadas pelo fabricante. Durante este tempo, a cera irá queimar sem deixar resíduos, deixando o molde pronto.

Imagem 5: Processo de combustão. Fonte: Formlabs.

O metal desejado deve então ser vertido no molde para produzir as peças finais.

5- Lavagem e polimento

Após a fundição, o molde é cuidadosamente removido do forno e imerso em água com pinças. Durante este processo, a fundição irá derreter, deixando as peças metálicas visíveis. Uma vez lavadas, as partes metálicas são separadas da árvore, polidas e acabadas até se obter o acabamento desejado.

Imagem 6: Processo de lavagem. Fonte: Formlabs.

Uma vez lavadas, as partes metálicas são separadas da árvore, polidas e polidas com o acabamento desejado.

Imagem 7: Anel impresso em 3D com resina queimada e anel de prata após o processo de microfusão. Fonte: Formlabs.

A utilização de resinas fundíveis no sector da joalharia oferece numerosas vantagens. Entre outros, permite-lhe imprimir em 3D quantos modelos quiser, de forma rápida e com extrema precisão. Isto resulta numa redução significativa dos custos e dos tempos de produção.