Impressão 3D (i3D) ou Impressão Multi-Dimensional
Autor: FLAVIO SOARES | Publicado: 2011-08-28T21:13:00-07:00

   É sabido que as impressoras 3D não foram criada para arquitetos.   Na verdade a maioria dos fabricantes de impressoras 3D provavelmente  nem sequer vêem a possibilidade para usar suas máquinas na Arquitetura.   Em vez disso, esses equipamentos foram criados para a indústria aeroespacial,  engenharia automotiva, designers e outras indústrias que exigem a produção de protótipos físicos para testar ou demonstrar alguns ou todos os seus elementos. &nbsp;
&nbsp;
  Avanço rápido na tecnologia fez com que nos últimos 20 anos muitas empresas integrassem aplicações 3D CAD usadas em o escritório no processo de design. A arquitetura pode ser muito beneficiada com essa tecnologia de impressão 3D.   No entanto, existem fatores que ainda limitam a sua total integração a esta áreadevido às técnicas pré-existentes de design para a visualização e o fato  de que muitas aplicações permite a modelagem de superfície ou desenho de  linha, em vez de apenas modelagem de sólidos com volume. Mas muita coisa boa pode ser aproveitada.
A impressão 3D (I3D) é uma forma de Manufatura Aditiva (MA). A Manufatura Aditiva (em oposição aos processos maquinais subtrativos), é  a produção de objectos físicos juntando materiais líquidos, em pó ou em  folha. Há vários tipos de Manufatura Aditiva, também designada por Manufactura de Sólidos de forma livre ou Prototipagem Rápida.


A impressão 3D é uma das possibilidade de MA, usa cabeças de  impressão ou cabeças de impressão de jato de tinta, que em vez de tinta  dispensam o material ou o agente de agregação em camadas, claro que há  exceções como por exemplo a impressora 3D a luz solar e que usa areia  como meio.
As camadas sucessivas (layers) juntas formam um objecto sólido,  normalmente construído de baixo para cima. A I3D é normalmente um  processo mais rápido e barato que as demais técnicas de MA. Por essa  razão a I3D é normalmente a solução mais apropriada para reprodução  de peças de arquitetura, engenharia e aplicações de construção - AEC.
Os primeiros protótipos de impressoras 3D começaram a aparecer nos anos 80, com Charles Hull nos EUA, fundador da 3D Systems e da estereolitografia[en] aplicada à prototipagem, sendo ainda detentor de 60 patentes nesta área e, Akamine que no Japão lançou o que designou por Solid Laser Plotter.
A série SLP baseia-se em fotolitografia a laser. Tem semelhanças com o  sistema Mitsui Zosen COLAMM onde o modelo era construído invertido,  ligado a uma plataforma que se levanta a cada camada sucessiva que se junta pela parte de baixo. Uma camada de resina líquida é depositada  numa placa especialmente preparada e transparente ao laser. A  plataforma e a estrutura já construída é baixada até à resina, deixando  entre a peça e a placa uma película líquida com a espessura correta  para a camada seguinte. Uma nova camada é "escrita" por debaixo da placa  usando uma fotoexposição convencional, movendo o feixe usando uma  traçadora XY. Depois de ter sido escrita a nova camada, a nova estrutura  é elevada, separando a camada da placa e o processo é repetido até que  todas as camadas estejam colocadas. A montagem final é retirada da placa  de suporte.
Nestes quase 30 anos foram sendo desenvolvidos equipamentos primeiro  de caráter industrial, depois de caráter profissional e finalmente produtos  de caráter pessoal, embora ainda para pessoas com muita curiosidade e  gosto por "sujar as mãos". De equipamentos que custavam algo entorno do  milhão de dólares a algo que custa cerca de 1000/3000 €. Algumas destas  impressoras são vendidas em kit e algumas delas são open source, podendo  ser reproduzidas visto estar disponível quer os seus projetos quer o  seu software como por exemplo as reprap e as makerbot. Há ainda serviços na web para os equipamentos de gama mais alta, como por exemplo a shapeways.


Muitos métodos de construção 

O conceito de impressão tridimensional é um só, visando sempre à  produção de um objeto detalhado com volume e profundidade, entretanto,  até mesmo para uma única aplicação existem diversas tecnologias  diferentes.
A primeira — e uma das mais tradicionais — consiste na sobreposição  de diversas lâminas de polímeros, as quais são coladas por meio do  conteúdo de um cartucho especial de cola e cortadas em locais  específicos, camada por camada, conferindo a forma final. A cor do  material também pode ser escolhida (dentre cerca de cinco opções,  incluindo algumas translúcidas), mas deve ser aplicada em toda a peça.
Ao término do processo, o usuário precisa apenas destacar as partes  remanescentes do bloco principal. Confira um vídeo da tecnologia sendo  aplicada abaixo:
       O segundo método consiste na aplicação de jatos do material em pó por  meio de um cartucho de impressão, que são unidos de forma seletiva por  outro cartucho com conteúdo adesivo. Esta é a tecnologia de impressão  tridimensional mais rápida existente atualmente, além de ser também a  única que permite a aplicação de finalização colorida nos objetos  (simulando a pintura).
Uma variação da aplicação de cartuchos utiliza fotopolímeros em  estado líquido, que são injetados e tratados em camadas por meio de uma  lâmpada UV (ultravioleta). Aqui entra a combinação entre as cores preta e  branca para a criação de tons de cinza, muito populares entre  eletro-eletrônicos.
       Outra mais recente trabalha com materiais sólidos (chamados de ABS),  que são aquecidos em uma câmara e derretidos até o ponto de injeção,  sendo aplicado então um método similar ao descrito acima. Por tratar com  um calor realmente elevado, o objeto construído é imediatamente  depositado em uma câmara com água para ser resfriado e finalizado.
Por fim — e voltada especialmente à produção de objetos realmente  pequenos — temos a micro-fabricação tridimensional em gel, que utiliza  lasers focados em diferentes pontos e distâncias para tratar o material  até um ponto em que ele se torne sólido. Todo o restante que não foi  focado é simplesmente lavado ao fim do procedimento, se desprendendo da  peça. Componentes com tamanhos inferiores a 100 nanômetros são  facilmente produzidos. Outro exemplo, novamente, são as peças  interligadas com partes móveis.
Fica claro que cada uma delas possui suas próprias vantagens e  problemas, cabendo a quem compra o equipamento definir as prioridades e  necessidades, dentre questões como: custo dos materiais de impressão,  maleabilidade, velocidade de impressão, capacidades (para um usuário ou  vários compartilhados), qualidade e resolução (para impressão detalhada)  e necessidade de cores.

Quem oferece os equipamentosAcredite, são inúmeras companhias ao redor do globo, cada uma  utilizando seus próprios métodos para a fabricação tanto da tecnologia  quanto da impressora. Abaixo listaremos algumas das opções, seguidas dos  respectivos modelos e — quando possível — o processo de aplicação dos  polímeros.
Objet 
A empresa é uma das mais versáteis do mercado, ofertando produtos  para praticamente todas as necessidades com três linhas distintas. São  elas: Alaris, Eden e Connex. A primeira é a mais compacta de todas (o  primeiro modelo que clama ser Desktop), possuindo compatibilidade com  processos de fabricação por gel (descrito acima) por meio da tecnologia  PolyJet Matrix.
A linha Eden, por sua vez, conta com inúmeros produtos, voltados  especificamente para a produção rápida de itens e equipamentos de  precisão, bem como prototipagem rápida. Finalizando a linha deste  fabricante, temos a série de ponta, Connex.
Ela é uma das únicas do mercado a utilizar tecnologia para múltiplos  materiais simultaneamente, o que permite objetos de rigidez variável,  além de injeção dupla para alta durabilidade. Quer uma escova de dentes  ou de cabelo, um molde macio, uma roda já com pneu acoplado ou até mesmo  um controle remoto? Sem problemas!
Unique
Apesar do espectro multicolorido que fica por trás das imagens dos  produtos, a empresa é séria quando o assunto é impressão tridimensional,  colocando praticamente um computador inteiro dentro de cada item para  que os projetos possam ser salvos e gerenciados em apenas alguns  instantes.
Sua linha de produtos tem tamanho variável para acomodar as  diferentes necessidades de seus consumidores, e pode também imprimir  todo tipo de aparato. O diferencial principal é a secagem rápida do  material uma vez fora da câmara de impressão.
Dimension
A companhia carrega em seu slogan a mensagem de que é a número um,  tendo como foco principal soluções empresariais e comerciais de médio a  grande porte. São quatro modelos básicos, sendo oferecido ao usuário um  sistema de questionário para que ele verifique qual é a melhor solução. A  saída delas é de alta precisão, portanto voltada a engenheiros e  projetos de peças (até mesmo porque o custo é proibitivo, girando em  torno de quinze mil a trinta mil dólares).
Desktop Factory
É atualmente uma das companhias com oferta mais barata do mercado:  seu modelo de impressora custa cinco mil dólares. Para a construção dos  objetos é aplicada tecnologia de camadas, tendo como resultado final  objetos fortes e duradouros&nbsp; que podem ser aquecidos, pintados ou  lixados, mas que não necessitam de reforço posterior.
Fabjectory
Diferentemente de todas as concorrentes listadas até agora, a  Fabjectory não é uma companhia especializada na produção de impressoras  tridimensionais, mas sim um serviço que visa transformar objetos  virtuais (a exemplo dos Miis, do Nintendo Wii, ou dos personagens de  Second Life) em bonecos e brinquedos.


 Termos comuns  
  &nbsp;STL arquivo -. Stl, Idioma Triangulação Standard.  Todas as máquinas de prototipagem pode receber arquivos STL para imprimir.   Quando você exportar ou salvar um arquivo como STL, todas as  superfícies e as curvas de seu projeto são substituídos e convertido em  uma malha.  A malha contém uma série de triângulos que representam a geometria exata de seu projeto em seu estado original.  Por que isso é importante?   A importância de saber que isso ocorre é que a resolução do  arquivo STL vai desempenhar um papel muito importante na qualidade final do modelo a ser  construído.  As faces dos triângulos podem aparecer onde deveria ser uma linha suave.   Se isso ocorrer será necessário exportar uma resolução maior do arquivo  STL e fazer os triângulos muito pequenos e quase imperceptíveis ou numa  resolução superior ao da máquina. &nbsp;&nbsp;   Estanques - arquivos STL devem ser estanques, a fim de ser produzido em um dispositivo de impressão 3D.  Estanque pode ser melhor explicada como um sólido com volume que não tem buracos.   Surpreendentemente, mesmo que você tenha criado sólidos em seu projeto,  ainda hajar buracos no modelo que passou despercebido.&nbsp;   STL erros - Depois de exportar seu arquivo de projeto para o formato de arquivo STL, muitas vezes "erros" são identificados.  Os erros não estão na exportação, mas são, na verdade nos objetos do arquivo.   Assim como um software compilador verifica os erros  de codificação de um programa antes do processamento, uma impressora 3D ou  um visualizador de STL pode verificar o arquivo STL antes de começar a  imprimir.   Isso ocorre para evitar que o processo seja interrompido durane a fabricação do modelo&nbsp;   Seções transversais - Depois que o arquivo STL é criado a Impressora 3D 'dividi' o arquivo em uma série de seções transversais.   Similar a como um cortador de laser cria as seções transversais.  As seções transversais serão exatamente a espessura da camada das capacidades máquinas, hoje milimétricas.   Todos os trabalhos realizados por Impressoras 3D produzem uma série de seções  transversais, um em cima da outra, camada sobre camada, até que o modelo está completo.   &nbsp;Espessura da camada - cada tecnologia de impressão 3D tem especificações físicas e, portanto, limitações.  Uma das especificações mais importante é a espessura em que a máquina cria as camadas (também conhecido como cross-section).   Se você tem um detalhe tão fino quanto 0,001" de resolução, mas está  usando uma máquina que produz usando 0,01", você pode dizer adeus a esse  detalhe, pois a máquina irá ignorá-lo completamente. Trabalhar dentro  dos parâmetros das especificações da máquina é algo crítico para obter a saída  apropriada de seu projeto em 3D.&nbsp;   Material de modelo - Cada tecnologia de impressão 3D utiliza materiais diferentes para produzir a seção transversal de informação.  Os materiais variam de plástico, resina líquida a pó de cera.&nbsp;
  Material de apoio - Cada tecnologia de impressão 3D usam materiais  de apoio para apoiar as áreas durante a construção da seção transversal  do modelo que precisam de apoio.  Em suma, qualquer geometria que não tem material do modelo abaixo dela vai gerar material de apoio.  Toda a tecnologia de impressão 3D usa material de apoio.  O mais próximo é ZCorp que usa o material padrão como material de apoio.  Existem custos associados com o uso do material de apoio semelhante ao material do modelo.&nbsp;   &nbsp;Aplicações&nbsp;   Revit - O download do Exportador STL torna fácil para a exportação do seu modelo Revit para STL.  Revit é um modelador de sólidos mas que não gera sólidos do tipo estanque o que normalmente produzirá erros. Devido aos erros conhecidos sugere-se que seja criado dois modelos sendo um para a construção e outro para impressão 3D já fechados.   Rhino - Muitas vezes as superfícies ou linhas são criados para criar o efeito de visualização desejado, sem ter que usar sólidos.   Isso acelera o processo de design para a visualização, mas é  definitivamente perdendo o ponto quando se trata de arquivos de STL. A experiência mostra que esse tipo de aplicativo ainda não está preparado para i3D.    3DS Max - Excelente na criação de arquivos STL.  O problema é que a maioria dos arquivos projetados em Max foram utilizados para visualização.  Transformar um arquivo de visualização em um arquivo de protótipo não é simples.  Embora possível de se fazer, a estratégia ideal é projetar com prototipagem em mente.    Sketch Up -Não há exportação direta para STL.&nbsp; No entanto, não é algo que possa ser descartado, recomenda-se exportar para dwg ou 3ds e importar para o 3DS Max e exportar o arquivo STL a partir daí.    Magics  - uma aplicação poderosa STL recentemente lançado versão 13.0 que pode  corrigir e manipular arquivos STL exatamente como desejado.O modelo usando Magics é bastante eficiente.  Muitas tarefas que precisam ser corrigidos no aplicativo nativo pode ser feito em Magics muito mais rápido.   Projetado principalmente para Engenheiros usando as máquinas  Estereolitografia (SLA), eles começaram a integrar idéias bacana para  ajudar a corrigir arquivos de arquitetura como "shrinkwrapping '. O  Magics pode corrigir buracos e bordas ruins,&nbsp; realizar operação Booleana de união de dois  sólidos, inverter as normais dos triângulos, criar sólidos em estruturas de  casca e muitos outros recursos. O aplicativo é excelente, mas requer muito tempo de aprendizado para se tornar eficiente. 

Leia mais em:  http://www.tecmundo.com.br/2501-como-funciona-a-impressora-3d-.htm#ixzz1WNuplTPX