Como funciona uma impressora 3D e para que serve

A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é definida como um processo no qual um arquivo digital é usado para criar um objeto sólido tridimensional. No processo de impressão 3D, camadas sequenciais de material são colocadas pela 'impressora' até que a criação do objeto seja concluída. Este artigo aborda o funcionamento, o software e os aplicativos da impressão 3D.

A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é um processo no qual um arquivo digital é usado para criar um objeto sólido tridimensional. No processo de impressão 3D, camadas sequenciais de material são colocadas pela 'impressora 3D' até que a criação do objeto seja concluída.

Objetos impressos em 3D são criados através de um processo aditivo, onde a impressora coloca camada após camada de material até que a coisa desejada seja 'impressa'. Cada camada pode ser considerada uma seção transversal finamente fatiada do item impresso. Com a impressão 3D, os usuários podem produzir formas complicadas sem consumir tanto material quanto os métodos de fabricação tradicionais exigem.

O estilo de operação da impressão 3D é o oposto da 'manufatura subtrativa', onde o material é cortado ou vazado usando equipamentos como uma fresadora. Por outro lado, a manufatura aditiva não precisa de um molde ou bloco de material para criar objetos físicos. Em vez disso, empilha camadas de material e as funde.

A impressão 3D oferece criação rápida de produtos, baixo custo para a infraestrutura fixa inicial e a capacidade de criar geometrias complicadas usando vários tipos de materiais, algo que as soluções de fabricação tradicionais podem não ser capazes de fazer com tanta eficiência.

Geralmente associada à cultura faça você mesmo (DIY) de amadores e amadores, a impressão 3D cresceu para incluir aplicações comerciais e industriais. Por exemplo, os engenheiros de hoje costumam usar impressoras 3D para prototipagem e criação de objetos geométricos leves.

As origens da impressão 3D estão na 'prototipagem rápida'. Quando a tecnologia de base foi inventada pela primeira vez na década de 1980, o termo foi usado para descrevê-la porque, na época, a impressão 3D era adequada apenas para a criação de protótipos, e não de componentes de produção. Na verdade, a intenção original de sua criação era simplesmente acelerar o desenvolvimento de novos produtos por meio de prototipagem rápida.

Curiosamente, a tecnologia não atraiu muito interesse quando foi introduzida pela primeira vez. Em 1981, o japonês Hideo Kodama registrou a primeira patente de uma máquina que aproveitava a luz ultravioleta para curar fotopolímeros. Três anos depois, os inventores franceses Olivier de Witte, Jean Claude André e Alain Le Mehaute registraram em conjunto uma patente para uma tecnologia semelhante. Ambas as patentes foram abandonadas, com a General Electric dizendo que "a última carecia de um potencial comercial notável".

Foi em 1984 que o inventor americano Charles Hull registrou uma patente para um 'Aparelho para produção de objetos tridimensionais por estereolitografia'. Ele inventou o arquivo STL e fundou a 3D Systems três anos depois, em 1987.

Na mesma década, avanços significativos foram feitos no espaço de impressão 3D dos EUA, com patentes registradas para sinterização seletiva a laser (SLS) e modelagem por deposição fundida (FDM). A Desktop Manufacturing (DTM) Corp. e a Stratasys foram empresas pioneiras no setor de impressão 3D, fundadas na mesma época.

Depois disso, a indústria se transformou à medida que a rápida comercialização tomou conta dela. As primeiras 'impressoras 3D' eram grandes e caras, com seus fabricantes competindo para conseguir contratos para prototipagem industrial com fabricantes automotivos, de bens de consumo, produtos de saúde e aeroespaciais em grande escala.

Em 1987, a 3D Systems introduziu a primeira impressora SLA de nível comercial; em 1992, a Stratasys e a DTM lançaram as primeiras impressoras comerciais FDM e SLS, respectivamente. A primeira impressora 3D de metal foi introduzida em 1994 pela Electro Optical Systems (EOS), uma empresa alemã.

No alvorecer do novo milênio, as empresas no espaço de impressão 3D estavam competindo ferozmente por lucros. O progresso na ciência dos materiais e o lapso de inúmeras patentes aumentaram a acessibilidade da impressão 3D.