A impressão 3D não é uma tecnologia recente como parece, se não que existente desde há muitos anos, desde 1986 quando Chuck Hull, fundador de 3D Systems, regista a primeira impressora 3D. Esta era uma impressora 3D SLA (StereoLithoGraphy), que utiliza uma resina que solidifica por cura de luz ao incidir sobre ela um raio laser. Só dois anos depois, Scott Crump, fundador de Stratasys, saca à luz a primeira impressora 3D FDM (Fuse Desposition Modeling), que é atualmente o tipo de impressora 3D mais conhecido no âmbito social.
O método de funcionamento de ambas é similar; os dois tipos de tecnologias de impressão 3D fabricam as peças capa a capa. A FDM deposita material por todo a área da capa na que se encontra, em mudança a SLA solidifica a resina diretamente graças a um raio laser.
Principais diferenças entre as impressoras 3D FDM e SLA
Materiais e cores
Os materiais mais utilizados com impressoras FDM são PLA e ABS embora a cada vez é mais habitual que se utilizem materiais avançados como PETG, Nylon e misturas de materiais como PC-ABS ou PLA com fibras (HTPLA Cobre, PLA Fibra de Carbono, PLA Condutivo, PLA Aço Inoxidável, PLA com fibras de madera, etc). A variedade de materiais a cada dia é mais extensa, tanto em tipos de materiais como em cores.
A maioria de impressoras FDM utilizam modelos regulares de bobinas que fornecem os fabricantes com diâmetros de filamentos de 1.75 mm ou 2.85 mm. O diâmetro do filamento decide-o o fabricante das impressoras FDM em função do tipo de movimento (cartesiana ou delta) e do tipo de extrusor.
Imagem 1: Filamento 1.75mm e 2.85mm
Em SLA a variedade é bem mais limitada tanto em tipos de materiais como cores. O principal fabricante de resinas (FormLabs) dispõe da maior variedade de materiais (Resina Standard, Resina Engenharia, Resina Dental e Resina Castable) e muito atualmente dispõe da Color Kit, uma resina baseie com um conjunto de corantes para poder obter a cor que o utente deseje.
Imagem 2: Color Kit. Fonte: Formlabs
Precição e acabamento
Com as impressoras FDM o normal é conseguir acabamentos bons com alturas de capa de 0.1 mm mas desde que as peças impressas não tenham partes com formas muito complexas ou de tamanho reduzido. Nestes casos este tipo de tecnologia está limitado pelo diâmetro do nozzle para poder realizar a mínima espessura. Quando se utilizam suportes do mesmo material que o da peça, o acabamento superficial costuma ficar pouco uniforme, precisando um pós-processado na zona de contacto dos suportes. Uma solução para esse inconveniente é utilizar materiais de suporte solúvel como o PVA ou o HiPS.
Imagem 3: Grande acabado FDM. Fonte: Fillamentum
Nas impressoras com tecnologia SLA a precisão de impressão é muito alta, inclusive com formas complexas como o diâmetro do laser que solidifica a resina é muito pequeno. Por exemplo, a impressora SLA Form 2 pode realizar peças com alturas de capa de 0.025 mm, conseguindo diretamente peças finais e funcionais. É tal a precisão que consegue, que a Form 2 é capaz de fazer modelos de joalharia e de aplicação dental com total detalhe.
Imagem 4: Grande acabado SLA. Fonte: FormLabs
Aderência /eliminação de suportes
Embora existe uma grande variedade de tipos de materiais para as impressoras FDM pelo normal a adesão à base não é um problema, sobretudo porque existem produtos muito eficazes (Magigoo, PrintFix, DimaFix...) que ajudam à aderência. Inclusive para materiais muito propensos ao warping, como o PP, já existe o Smart Stick que soluciona o problema sem ter que utilizar fita de selo de PP. A retirada de qualquer material da base de uma impressora FDM é muito simples, tanto que a grande maioria de vezes se pode realizar com a mão.
Imagem 5: Magigoo
Para os suportes nas impressões FDM costuma-se utilizar materiais solúvel (HiPS ou PVA) os quais são muito singelos de remover. No caso do HiPS se dilui em D-Limoneno e o PVA em água. Estes materiais são muito práticos, sobretudo quando se querem realizar objetos com formas complexas ou condutos internos, onde o pós-processado manual não é capaz de chegar.
Imagem 6: D-Limoneno
Na tecnologia de impressão SLA a aderência nunca é um problema, mas sim se precisa mais dedicação à hora de retirar as peças da base de impressão. Estas costumam ficar tão unidas à base que se precisa uma espátula especial para as descolar. A parte, ao terminar uma impressão a base fica impregnada de resina, precisando investir certo tempo em limpá-la.
No caso de impressoras SLA não existe de impressão com dois materiais diferentes, o que implica ter que retirar os suportes de forma manual com uns alicates e inclusive aplicar um pós-processado para conseguir os eliminar por completo.
Pços-processado
Após imprimir em uma impressora FDM só é necessário o pós-processado para eliminar os suportes, tal e como se explicou no apartado anterior. Materiais como o ABS, o Smartfil E.P. e muitos mais podem-se lixar para obter um melhor acabado superficial.
No entanto, ao terminar de imprimir uma peça em uma impressora SLA deve-se eliminar a capa superficial de resina sem solidificar em um banho de álcool isopropílico ou em um centro de lavagem como o Form Wash. A maioria de resinas podem-se lixar e pintar uma vez que estejam totalmente solidificadas.
Imagem 7: Form Wash. Fonte: FormLabs
Conclusão
Neste caso a aplicação da cada tecnologia de impressão 3D é muito clara; as impressoras FDM são ideais para protótipos económicos e rápidos, que não precisam ter um grande acabado superficial nem precisão exata nas suas medidas, embora existem impressoras FDM de grande precisão e acabado.
As impressoras FDM são também muito úteis para conseguir peças funcionais diretas graças à grande variedade de materiais que existem. Pelo contrário, as impressoras SLA recomenda-se utilizá-las para peças ou objetos que requerem um grande acabado com medidas exatas, do nível de peças finais, mas com finalidade de protótipo, as quais não estão submetidas a tensões nem esforços.
Atualmente FormLabs e UniZ desenvolveram impressoras 3D e resinas que revolucionaram o mercado. Formlabs conta com as novas Form 3 e Form 3L, duas impressoras 3D de resina com uma tecnologia de funcionamento LFS (Low Force Stereolithography), que reduzem o tempo de fabricação e o número de suportes à hora de realizar uma peça. No caso de UniZ, conta com a gama SLASH e zSLTV, impressoras 3D com um funcionamento LED-LCD que permitem fabricações realmente rápidas, até 600 mm/h com acabamentos realmente espetaculares. Por último, ambos fabricantes dispões de resinas técnicas que permitem imprimir peças finais funcionais de alta qualidade.
