Painel imitando madeira produzido na Objet

Aplicações de acabamento

Cole, vede e embeleze peças impressas em 3D

Para protótipos praticamente impossíveis de diferenciar de produtos moldados por injeção, aplicações de ferramentas avançadas e dispositivos personalizáveis com aparência e sensação agradáveis, basta aplicar um simples pós-processamento a suas peças impressas em 3D.

Vedação de peças FDM

Visão geral

As peças de Fused Deposition Modeling (FDM) podem oferecer economias substanciais e reduções no tempo até o mercado em várias aplicações. A tecnologia FDM é um processo de manufatura aditiva que constrói peças plásticas camada por camada, usando dados de arquivos CAD. As peças FDM também permitem melhoras de desempenho significativas, pois eliminam virtualmente todas as restrições geométricas. Mas a porosidade das peças FDM se mostrou um obstáculo para seu uso em aplicações de prototipagem funcional e manufatura digital direta que exigem a vedação de gases e líquidos. Uma variedade de métodos de vedação diferentes foram validados para peças FDM, tornando possível o benefício da economia, liberdade de projeto e dos tempos de entrega reduzidos proporcionados pela FDM em uma ampla gama de novas aplicações.

Descrição das aplicações

Há vários métodos para a vedação de uma peça FDM, e várias características a se levar em conta ao escolher a melhor abordagem. Para auxiliar na seleção, a Stratasys avaliou o custo, tempo, dificuldade, limitações de geometria, tamanho máximo da peça, viscosidade, retenção da precisão, pressão máxima, resistência química e sensitividade de temperatura de cinco métodos comuns de vedação.

Estação de alisamento

A Finishing Touch Smoothing Station veda as superfícies de uma peça expondo-as a um agente de alisamento vaporizado dentro de uma câmara. A Estação de alisamento é muito fácil de usar e preserva a integridade dimensional. Seu uso é limitado a aplicações com pressão não superior à atmosférica e temperaturas iguais ou inferiores a 212 °F (100 °C). A Estação de alisamento é frequentemente selecionada para a cromagem de peças, para uso delas como padrões para moldagem por cera perdida, ou para a produção de protótipos funcionais de geometrias para retenção de líquidos como garrafas ou linhas de resfriamento em moldes.

Revestimento com epóxi

O Hysol E-20HP é um epóxi de duas partes que é aplicado com uma pistola de mistura e pincelado na peça em pequenas seções. Esse método não requer um investimento em equipamentos, e o resultado final é ideal para condições operacionais rigorosas. O revestimento mantém uma vedação hermética até uma pressão de 65 psi (448 kPa), resiste a temperaturas correspondentes ou que excedam a dos materiais FDM e é resistente a vários agentes químicos. Pode ser difícil vedar peças grandes ou intrincadas com epóxi. Detalhes inacessíveis, como canais internos, não podem ser vedados. A espessura do epóxi, combinada com a aplicação manual, reduz a precisão dimensional da peça. O Hysol E–20HP pode ser usado em qualquer material FDM atualmente disponível.

Infiltração de epóxi

A resina de epóxi BJB (TC–1614) penetra na superfície das peças porosas e semiporosas. As peças FDM são imersas na resina e um vácuo é aplicado para infiltrar o epóxi na peça. Além da câmera de vácuo, um forno é necessário para pré-aquecer e secar o epóxi. A infiltração de epóxi proporciona uma vedação hermética e à prova d'água até 65 psi (448 kPa). As peças vedadas por esse método também resistem a altas temperaturas e são quimicamente resistentes. O processo de vedação é simples, e pode ser concluído em menos de três, horas, mas é um pouco caro devido ao custo do epóxi. Quando o processo de infiltração é feito com cuidado, há pouca mudança na precisão dimensional da peça. O BJB TC–1614 pode ser usado em qualquer material FDM atualmente disponível.

Mergulho

O mergulho de peças FDM em solvente pode substituir o uso da Estação de alisamento quando ela não estiver disponível ou quando as peças excederem a capacidade da câmara. Todas as características são similares àquelas da Estação de alisamento, exceto a precisão dimensional, que é inferior. A ação de derretimento do solvente é rápida e agressiva, portanto a precisão dimensional é difícil de ser controlada. Como com a Estação de alisamento, o uso deste método deve ser limitado a aplicações de baixa temperatura e pressão atmosférica. O mergulho é adequado a todos os materiais FDM baseados em ABS.

Pintura e preenchimento

Quando as peças FDM precisam somente de superfícies parcialmente vedadas, algumas camadas de tinta e um pouco de massa corrida podem ser uma opção barata. Como essa é uma operação manual, a precisão e a qualidade do produto final é influenciada pela habilidade e pelo cuidado do técnico. As vantagens dessa opção incluem o custo baixo, tempo de ciclo curto e facilidade de aplicação. Suas desvantagens são a falta de uma vedação hermética e a incapacidade de resistir a altas temperaturas ou a produtos químicos. Esse método pode ser usado para reduzir a porosidade de ferramentas FDM usadas para termoformagem, por exemplo.

História de cliente

O W.M. Keck Center for 3D Innovation oferece serviços de prototipagem rápida de alta qualidade e produção rápida. Recentemente, um fabricante de coletores de admissão e outros produtos automotivos de pós-venda veio ao centro buscando aprimorar seu processo de desenvolvimento de produtos. O fabricante efetuou simulações de computador de fluxo de fluidos pelo coletor e desejava testar os protótipos de vários projetos que pareciam promissores. O método convencional de construção de protótipos de coletores de admissão é a partir da usinagem de um bloco sólido de alumínio, o que é caro e demorado.

“O desafio principal nessa aplicação foi a superfície da peça, que precisava ser vedada antes de poder ser usada para testes funcionais” , afirmou Medina. Os técnicos no centro Keck avaliaram a Finishing Touch Smoothing Station da Stratasys e o epóxi de duas partes BJB TC–1614 para a vedação da peça. “O fabricante de pós-vendas testou as peças FDM vedadas com ambos os métodos, e concluiu que eles oferecem bom desempenho em testes funcionais em um equipamento automotivo” , concluiu Medina. “O custo mais baixo e o tempo de entrega mais curto dos protótipos FDM está permitindo ao fabricante de pós-vendas fazer aprimoramentos rápidos no desempenho do produto.”

Como a FDM se compara aos métodos de prototipagem tradicionais?


Método

Custo

Tempo

Alumínio usinado por CNC

USD $30,000

6 semanas

Ferramentas de FDM

USD $5,740

3 semanas

ECONOMIA

USD $24,260 (81%)

3 semanas (50%)

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