Histórico da impressão 3D: um panorama de como o setor começou

Hoje, as impressoras 3D estão em todo lugar. Desde o início dos anos 80, a impressão 3D evoluiu, tornando-se um setor global multibilionário.

Antes da impressão 3D, designers de produtos e artistas viviam em um mundo bidimensional, criando designs no papel. Se um modelo 3D fosse necessário, os designers precisavam construí-lo montando as peças ou esculpindo-as a partir de sólidos virgens. Esses modelos, também conhecidos como protótipos, levavam tempo e eram caros para construir. Nos anos 70, o software de CAD surgiu para aprimorar o processo de design. Os designers substituíram os desenhos manuais maçantes por esboços no computador. Isso economizou tempo e dinheiro, mas eles ainda não tinham uma maneira fácil de criar um modelo.

As mentes por trás das impressoras

A história da impressão 3D estaria incompleta sem uma discussão sobre o software que capacita as impressoras. Antes do software 3D, os designers e engenheiros geravam designs planos e bidimensionais, e os artistas criavam modelos 3D a partir desses designs. O processo era caro e difícil. Isso tudo mudou com a invenção de softwares de design 3D auxiliados por computador (CAD).

Os designers passaram a traduzir suas ideias diretamente para esses modelos tridimensionais. A primeira geração de softwares de CAD 3D era muito cara e exigia estações de trabalho de alto desempenho. As empresas aeroespaciais e automotivas eram as principais usuárias dos primeiros softwares de CAD. Elas colaboraram com empresas de software para aprimorar a tecnologia de CAD 3D.

Um software de CAD 3D gera modelos usando uma malha de formatos geométricos. Os designers conseguem visualizar e editar os modelos nas telas de seus computadores. Arquivos STL traduzem modelos para uma linguagem que as impressoras 3D conseguem entender. Softwares de corte, então, cortam o modelo de CAD em camadas virtuais para impressão.

Hoje, os preços de softwares de CAD 3D são baixos o suficiente para que os consumidores os utilizem com impressoras 3D desktop. A tecnologia de impressão 3D em desenvolvimento continua impulsionado melhorias em termos de qualidade e preço.

Estereolitografia

Em 1982, Chuck Hall era um engenheiro de design que estava tentando solucionar um problema de design. Em uma entrevista concedida à Industry Week, ele explicou o problema: "O processo àquela época era este: você desenhava a peça, fazia os planos da peça e discutia com o fabricante de peças, que fazia o molde para a peça de plástico. Então, esse molde ia para um moldador, que injetava essa primeira peça. Pelo menos seis semanas depois, talvez oito semanas, você via a primeira peça."

Hall acabou patenteando um design de impressora 3D estereolitográfica (SLA). Ele usou luz UV para ligar os polímeros em camadas. A luz atinge uma camada de polímero que endurece e, em seguida, é imergido em uma pia de polímeros líquidos. Cada camada endurece até que o formato seja obtido.

Sinterização seletiva a laser

O estudante universitário Carl Decker patenteou um método de impressão 3D usando tecnologia a laser. A sinterização seletiva a laser (SLS) usa lasers para ligar pós de termoplástico em um formato.

Fused Deposition Modeling (FDM - modelagem por fusão e deposição)

Em 1988, S. Scott Crump estava buscando uma maneira mais simples de fazer um sapo de brinquedo para sua filha. Usando uma cola quente, ele derreteu plástico e o derramou em camadas finas. Ele chamou a invenção de Tecnologia Fused Deposition Modeling (FDM - modelagem por fusão e deposição).

Sua máquina derreteu e depositou camadas de filamentos de plástico em uma superfície plana. O formato começou a surgir conforme o plástico foi esfriando. Então, ele usou um software controlado numericamente (NC) para automatizar o processo. Após patentear a invenção, Crump e sua esposa, Lisa, resolveram fundar a Stratasys. O FDM® agora é usado em muitas impressoras 3D.

Tecnologias de impressão 3D em funcionamento

A prototipagem ainda é a aplicação mais comum para modelos impressos em 3D. Os designers criam modelos para visualizar designs em formato tangível. Isso permite que eles façam modificações e melhorias já no início do processo de design. Peças impressas em 3D feitas de compostos e metais são, então, usadas nos produtos finais. Elas também são usadas para moldes e usinagem no chão de fábrica.

Em trinta anos, os sonhos de algumas pessoas brilhantes criaram um novo setor que está em alta. Seu trabalho duro e as longas horas agora beneficiam milhões de inventores, artistas e engenheiros.