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A Modelagem de Deposição Fundida (FDM), ou Fabricação de Filamentos Fusíveis (FFF), é um método extremamente popular na tecnologia de impressão 3D.O princípio básico da tecnologia envolve o aquecimento e a extrusão de filamentos de plástico para criar um objeto tridimensional, empilhando-o camada por camada em uma plataforma de impressão. A razão pela qual a tecnologia FDM pode ser amplamente utilizada em muitos campos é em grande parte devido à sua capacidade de obter boa compatibilidade com uma variedade de materiais, especialmente termoplásticos. Este artigo tem como objetivo elaborar algumas dasMateriais mais comuns usados em processos de modelagem de deposição fundida.

Quais materiais são usados na modelagem de deposição fundida (FDM)?

A tecnologia de impressão FDM depende principalmente de uma variedade de materiais plásticos, de ABS e PLA fortes a TPE flexível, que são amplamente utilizados. Além dos plásticos, as impressoras FDM também podem processar materiais como metais, cerâmicas e resinas. No campo da construção, o processo baseado na tecnologia FDM está amadurecendo gradualmente. O concreto é impresso através de uma extrusora, para que todo o edifício possa ser concluído por meio de impressão 3D em um tempo muito curto, como em poucos dias. Além disso, as impressoras FDM são capazes de processar materiais cerosos e podem imprimir modelos 3D paraFundição de metal. Pesquisas experimentais mais avançadas exploraram a possibilidade de imprimir mais materiais, incluindo alimentos e tecidos orgânicos, que também foram impressos com sucesso usando a tecnologia de modelagem de deposição fundida.

Quais são os termoplásticos mais comuns usados no FDM?

Na tecnologia de modelagem por deposição fundida (FDM), o seguinteTermoplásticossão amplamente utilizados devido às suas propriedades únicas:

PLA (ácido polilático)

O PLA é um dos materiais mais comumente usados na impressão 3D FDMe é adequado para a maioria das necessidades de impressão. É derivado de recursos vegetais naturais, como amido de milho ou cana-de-açúcar, e, portanto, tem vantagens ambientais significativas. O PLA tem uma temperatura de impressão mais baixa e é adequado para iniciantes. A superfície impressa é lisa e o pós-processamento é relativamente simples. Além disso, como material biodegradável, o PLA é ecologicamente correto. No entanto, o PLA tem baixa resistência ao calor e pode se deformar quando exposto a altas temperaturas por um longo tempo, tornando-o inadequado para aplicações de alta temperatura ou alta carga.

ABS (acrilonitrila butadieno estireno)

O ABS é um plástico de engenharia amplamente utilizado na impressão FDMe tem alta resistência mecânica e resistência ao calor. É frequentemente usado para fazer peças funcionais e componentes complexos e é adequado para produtos que exigem alta resistência e durabilidade. Os materiais ABS podem suportar altas temperaturas, não são facilmente deformados, são mais econômicos do que outros materiais de engenharia e são adequados para produção em massa. No entanto, o ABS liberará um certo cheiro durante o processo de impressão, por isso precisa ser usado em um ambiente bem ventilado.

TPU (poliuretano termoplástico)

O TPU é um material flexível com excelente elasticidade e resistência ao desgaste e é frequentemente usado para imprimir peças que requerem dobra, alongamento ou compressão. É adequado para a fabricação de peças dobráveis e elásticas, como solas de sapatos, alças e conchas de proteção. O TPU tem forte resistência ao desgaste e é adequado para imprimir peças que precisam suportar o atrito de longo prazo. Também é resistente a óleo e produtos químicos e adequado para imprimir peças expostas a óleo ou ambientes químicos. ContudoOs materiais TPU são relativamente difíceis de imprimire as configurações da impressora precisam ser ajustadas para garantir uma impressão suave.

Náilon

O nylon é um plástico de engenharia forte e durável amplamente utilizado em automóveis, aviação, medicina e outros campos. Possui alta resistência e boa resistência ao desgaste e é adequado para a fabricação de peças funcionais. O nylon mostra boa resistência à exposição química e também é um pouco higroscópico, portanto, atenção especial deve ser dada à impermeabilização durante o armazenamento. A impressão em nylon tem uma ampla gama de aplicações e é especialmente adequada para a fabricação de componentes funcionais, como engrenagens e rolamentos.

PETG

O filamento PETG é um material com forte resistência química e transparência, e é amplamente utilizado emPeças de impressão 3Dque exigem maior resistência e melhor transparência. Ele combina as características fáceis de imprimir do PLA com a durabilidade do ABS e é adequado para uma variedade de cenários de aplicação. O PETG é mais estável em ambientes de alta temperatura e mais fácil de imprimir do queABS, tornando-o muito popular no campo industrials.

Quais materiais de alto desempenho estão disponíveis para FDM?

Na tecnologia FDM (modelagem de deposição fundida), materiais de alto desempenho são cada vez mais usados. Esses materiais geralmente têm excelentes propriedades físicas, químicas e mecânicas e podem atender às necessidades de aplicações de ponta. Aqui estão alguns materiais de alto desempenho disponíveis para FDM:

PEEK (polieteretercetona)

• Propriedades:O PEEK é um polímero termoplástico semicristalino com absorção de umidade extremamente baixa, excelente resistência ao calor, propriedades mecânicas e estabilidade química.
• Aplicativos:Devido à sua combinação única de propriedades,O PEEK é amplamente utilizado nas áreas aeroespacial e médica. Na indústria aeroespacial, o PEEK pode ser usado para fabricar peças de aeronaves, como braçadeiras, mangueiras de alta pressão e conduítes elétricos para reduzir o peso e melhorar o desempenho. Na área médica, o PEEK é adequado para a fabricação de dispositivos médicos e implantes, como próteses, implantes e instrumentos odontológicos.

ULTEM (polieterimida)

• Propriedades:Os materiais ULTEM, como ULTEM 9085 e ULTEM 1010, oferecem alta resistência, retardamento de chamas e excelente resistência ao calor e a produtos químicos. O ULTEM 9085 também é um material certificado FST (Chama, Fumaça e Toxicidade) que atende aos rigorosos requisitos de transporte.
• Aplicativos:Os materiais ULTEM são amplamente utilizados na indústria aeroespacial, automotivo e outros campos que exigem alta resistência, resistência ao calor e resistência química. Por exemplo, a resina ULTEM 9085 é usada em muitas aeronaves e produtos aeroespaciais.

Filamento reforçado com fibra de carbono

• Características: A fibra de carbono pode ser incorporada em filamentos como uma camada de fibra contínua ou fio cortado, aumentando significativamente a resistência e rigidez da peça, mantendo um baixo peso.
• Aplicativos:Os filamentos reforçados com fibra de carbono são amplamente utilizados na indústria aeroespacial, automotivo, equipamentos esportivos e outros campos. O uso de fibra de carbono pode melhorar as propriedades mecânicas das impressões FDM, permitindo que elas suportem tensões e cargas mais altas.

Quais materiais flexíveis e especiais podem ser usados?

Na tecnologia de impressão 3D FDM (modelagem por deposição fundida), além de plásticos de engenharia comuns, como PLA e ABS, uma variedade de materiais flexíveis e especiais também pode ser usada para atender a diferentes necessidades de aplicação. Aqui estão alguns materiais flexíveis e especiais disponíveis para impressão FDM:

Material flexível:

1. TPU

• Características: Macio e resistente, flexibilidade semelhante à borracha, resistente ao estiramento e ao impacto.
• Aplicação: Peças de borracha de impressão FDM, como vedações, solas de sapatos, capas de smartphones, etc., também são usadas para impressão de roupas.

Materiais especiais

1. QUADRIS

• Características: Excelente resistência ao impacto, alta solubilidade, utilizado como material de suporte.
• Aplicação: Impressão de peças com ângulos superiores a 45 graus, fácil de remover a estrutura de suporte sem danificar o objeto principal.

2. Madeira

• Características: As fibras de madeira são misturadas com PLA para criar modelos de madeira.
• Aplicação: Imprimindo bambu, pinho e outros produtos de madeira, a aparência, estrutura e textura são como madeira natural e biodegradável.

3. Material de textura metálica

• Características:Pó metálicoé misturado com PLA/ABS para criar uma textura metálica.
• Aplicação: FDM imprime modelos de aparência de metal, como decorações, mostrando bronze, latão e outros efeitos.

Como os materiais FDM se comparam ao SLA e SLS?

Em comparação com SLA (estereolitografia) e SLS (sinterização a laser de alta precisão), os materiais FDM têm diferenças óbvias em muitos aspectos. Aqui está uma comparação detalhada dos materiais usados nesta tecnologia de impressão 3D transparente:

Projeto	FDM	SLA	SLS
Materiais utilizados	Filamentos termoplásticos (por exemplo, PLA, ABS)	Resina fotossensível líquida	Materiais em pó (plásticos, metais, cerâmicas)
Custos de material	Abaixar	Maior	Médio a alto
Precisão de impressão	Relativamente baixo (espessura de camada de 0,1 mm a 0,4 mm)	Extremamente alto (espessura da camada tão pequena quanto 0,025 mm)	Moderado (espessura de camada de 0,1 mm a 0,2 mm)
Superfície	Existem listras distintas e um efeito de escada	Suave e delicado	Depende do tamanho da partícula do pó e do processo de sinterização
Velocidade de impressão	Média	Rápido	Relativamente lento
eficiência	Adequado para produção e prototipagem em pequena e média escala	É adequado para produção de modelos de alta precisão e tamanho pequeno	Adequado para produção de personalização em massa
Custos de equipamento	Abaixar	Maior	Médio a alto
Pós-processamento	Estruturas de suporte podem ser necessárias e os custos de pós-processamento são mais altos	Produtos químicos precisam ser adicionados e podem produzir um odor pungente	O pós-processamento pode ser necessário para melhorar a qualidade da superfície
Campos de aplicação	Educação, Prototipagem Rápida, Manufatura	Fabricação de modelos de alta precisão (joias, médicas, odontológicas)	Fabricação de peças estruturais complexas e de alta resistência (automotiva, aeroespacial)

Resumo

A tecnologia de modelagem de deposição fundida (FDM) é popular por sua compatibilidade com uma ampla gama de materiais. Do PLA ecológico ao PEEK de alto desempenho, do TPU flexível ao nylon forte,Materiais de impressão FDMtêm uma ampla gama de opções para atender às necessidades de diferentes campos e aplicações. Ao selecionar materiais de impressão FDM, os usuários precisam considerar de forma abrangente fatores como requisitos de impressão, propriedades do material, orçamento e cenários de aplicação para otimizar a experiência de impressão 3D e obter os melhores resultados de impressão.

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Perguntas frequentes

1. Quais tipos de materiais são usados principalmente para impressão FDM?

A impressão FDM usa principalmente termoplásticos, e esses materiais são alimentados na impressora na forma de filamentos. Os materiais mais comuns incluem PLA (ácido polilático), ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno), TPU (poliuretano termoplástico), nylon e PETG (polietileno tereftalato-1,4-ciclohexanodimetanol). Além disso, existem alguns materiais de alto desempenho, como PEEK (polieteretercetona) e materiais compostos, como materiais reforçados com fibra de carbono, que também são comumente usados em aplicações específicas.

2. Quais são as características do material PLA?

O PLA é um dos materiais mais comumente usados na impressão FDM. É derivado de recursos vegetais naturais, como amido de milho ou cana-de-açúcar, por isso tem vantagens ambientais. O PLA é fácil de imprimir, tem uma superfície lisa e quase não tem odor ao imprimir. No entanto, possui baixa resistência ao calor e pode se deformar quando exposto a altas temperaturas por muito tempo, tornando-o inadequado para aplicações de alta temperatura ou alta carga.

3. Para quais cenários os materiais ABS são adequados?

O ABS é um plástico de engenharia com alta resistência mecânica e resistência ao calor, e é frequentemente usado para fazer peças funcionais e componentes complexos. É adequado para produtos que requerem alta resistência e durabilidade, como peças automotivas, invólucros eletrônicos, etc. Mas observe que o ABS pode liberar um certo cheiro durante o processo de impressão e requer um bom ambiente de ventilação.

4. O que há de especial no material TPU?

O TPU é um material flexível com excelente elasticidade e resistência ao desgaste e é frequentemente usado para imprimir peças que requerem dobra, alongamento ou compressão. É ideal para imprimir itens flexíveis, como solas de sapatos, alças e estojos de proteção. No entanto, a impressão TPU é relativamente difícil e as configurações da impressora precisam ser ajustadas para garantir uma impressão suave.

Recurso

1. Fabricação de filamentos fundidos

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