Tudo Sobre Impressão 3D: O Que é, Como Funciona e Tipos

Atualizado em: 25 de novembro de 2019 às 12:24

Muitos dizem que impressão 3D é algo complicado e acabam por se afugentar… Mas vamos te provar que essa tecnologia não é nenhum bicho de sete cabeças!

Essa fantástica tecnologia de fabricação digital quebrou antigos paradigmas, abriu novas possibilidades à diversos setores e já mudou (e até salvou) a vida de muitas de pessoas.

Profissionais da área de engenharia, design, educação, medicina – e diversos outros segmentos – já descobriram o potencial da impressão 3D e incorporaram seu uso no dia a dia.

Graças à um salto de acessibilidade nos últimos anos, a tecnologia se popularizou tanto que hoje até mesmo hobistas (entusiastas) já tem acesso à máquinas de impressão 3D caseiras.

Para se ter uma idéia, o mercado de impressão 3D tem projeção de mover mais de 15 bilhões de dólares até 2020!

Preparado para saber tudo sobre impressão 3D?

Acompanhe os próximos capítulos para entender o que é impressão 3D, quais são os tipos de impressão 3D, quanto custa uma impressão 3D e muito mais!

O que é impressão 3D?

Impressão 3D – ou manufatura aditiva – é um processo de fabricação de objetos físicos a partir de um modelo digital.

Existem alguns tipos de máquina de impressão 3D, tendo em comum o funcionamento por meio da adição de materiais, camada sob camada, para fabricação de qualquer objeto.

Devido a esta inovadora forma de fabricação, as técnicas de impressão 3D permitem se chegar a objetos com geometrias complexas e nunca antes possíveis.

A impressão 3D literalmente revolucionou os processos tradicionais de manufatura, e é considerada hoje um importante pilar da chamada quarta revolução industrial!

História da impressão 3D

Você pode pensar que por se tratar de algo tão inovador, a impressão 3D é uma tecnologia muito recente, certo?

Errado! A impressão 3D nasceu há mais de 30 anos!

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Primeira impressora 3D SLA – 1 (Fonte: Sculpteo)

Quem criou a impressão 3D foi o engenheiro Charles Hull, nos Estados Unidos. Conhecido como o “pai da impressão 3D”, Chuck inventou a primeira impressora 3D em 1984.

Mas afinal, como foi criada a impressora 3D?

A história diz que o engenheiro trabalhava numa fábrica de móveis e tentava acelerar o processo de secagem da pintura em resina com a cura por luz UV, e foi quando… Eureka!!

Teve a brilhante idéia de desenvolver uma máquina capaz de produzir peças curando resina líquida camada por camada, com feixes de luz laser UV. Essa técnica precursora de impressão 3D foi batizada como estereolitografia (SLA).

Ainda nos anos 80, Carl Deckard e Scott Crump (fundadores da empresa Stratasys), patentearam mais duas diferentes tecnologias de impressão 3D, a SLS e FDM, consagrando a tecnologia como ferramenta de ponta para departamentos de P&D.

Nesta época, as impressoras 3D eram grandes, complexas e extremamente caras!

Apenas poucas e grandes indústrias tinham acesso à tecnologia, pois uma impressora 3D chegava a custar milhões de dólares.

Passados os anos, e com a quebra da vigência de algumas destas patentes, surgiu em 2004 na Inglaterra o projeto RepRap, que visava desenvolver impressoras 3D mais baratas e acessíveis.

De olho nessa ideia, os colegas americanos Adam Mayer, Zach Smith e Bre Pettis, fundaram a Makerbot em 2009 e lançaram a primeira impressora 3D desktop que era acessível, e já vinha montada e calibrada para uso.

Esse foi um grande marco da tecnologia de impressão 3D, e que ajudou a popularizar mundialmente a máquina de impressão 3D.

No Brasil, ainda em 2011 a startup catarinense Wishbox, também de olho nesse movimento, firmou parceria com Bree Pettis e a MakerBot, trazendo ao país as primeiras impressoras 3D desktop prontas para uso.

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Impressoras 3D desktop da Wishbox.

Hoje a tecnologia 3D já conta com diversos avanços e novos recursos que a tornam mais fácil de usar e que garantem melhores resultados finais.

Isso vem colaborando para a popularização cada vez maior no mundo e com diversos casos de sucesso em empresas brasileiras também.

Se você se interessou em saber mais dessa história, assista o VÍDEO: Breve histórico da impressão 3D aqui.

Como funciona a impressão 3D

Se você é um iniciante no tema, eu imagino que a sua empolgação com essa tecnologia possa ser muito grande, mas é importante entender algumas noções básicas sobre como funciona a impressão 3D, antes de iniciar qualquer empreitada.

Afinal, não dá para começar a construir uma casa pelo telhado, certo? Então vamos à base!

Para imprimir uma peça, é necessário antes de mais nada ter um projeto 3D.

Para desenvolver seu próprio projeto 3D, é necessário ter conhecimento em softwares de modelagem CAD.

Mas se você não manja de softwares CAD, não se desespere! Você ainda pode encontrar modelos 3D prontos na internet, em repositórios online como o Thingiverse.

 

impressao-3d-como-funciona

Com um arquivo de modelo 3D, é possível seguir o processo de impressão 3D em 3 etapas:

1ª Etapa: Salvar seu modelo 3D em arquivo nas extensões .STL ou .OBJ, que são compatíveis com os principais softwares de impressão 3D;

2ª Etapa: Abrir o arquivo em um software fatiador, conhecido como software slicer, onde serão configurados os parâmetros de camadas para fabricação pela impressão 3D;

3ª Etapa: Enviar o arquivo configurado no slicer (arquivo G-CODE) para a impressora 3D e pronto, é só deixar que ela faça o seu trabalho de fabricação aditiva da peça final.

Algumas impressões ainda podem precisar de pós-processamento (especialmente aquelas peças que possuem suporte).

Tipos de impressão 3D

Por mais que todas as impressoras 3D partam do mesmo princípio – materializar objetos adicionando camadas de material – existem diferentes tipos de impressão 3D!

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Peças impressas na tecnologia SLA. Fonte: Formlabs.

Dentre dezenas de tipos de impressão 3D, as mais comumente utilizadas são a FDM / FFF (filamento fundido), SLA (resina líquida) e SLS (pó sintetizado).

Conheça mais sobre as peculiaridades de cada tecnologia:

FDM – Fused Deposition Modeling

A impressão 3D FDM / FFF, ou modelagem por fusão e deposição, é a tecnologia mais utilizada mundialmente.

Para ter idéia, as impressoras 3D FDM representam 69% do mercado mundial de impressão 3D, segundo pesquisa realizada pela Statista em Julho de 2018.

Essa difusão se dá graças a maneira fácil e acessível que essa tecnologia funciona!

Um filamento plástico é derretido por um bico extrusor aquecido, que derrete o plástico e deposita o material camada sob camada na plataforma de impressão até formar o objeto.

Confira a representação do processo na imagem abaixo:

 

impressao 3d fdm

Clique aqui para saber: Como funciona uma impressora 3D FDM.

SLA – Estereolitografia

A segunda tecnologia mais utilizada mundialmente, é a SLA ou estereolitografia, representando 15% do mercado mundial de impressão 3D.

Essa tecnologia é perfeita para fabricar peças que exigem maior resolução, por se tratar de impressão 3D a base de resina, suas camadas superficiais são mais suaves e menos aparentes.

Nesse processo, a impressora 3D SLA cura a resina líquida utilizando um sistema de lasers de luz UV camada por camada, até a materialização do objeto na plataforma.

Observe a seguir a representação do processo:

 

impressao 3d sla

Depois de impressa, a peça ainda precisa passar por um processo de limpeza e cura para reforçar as propriedades do material utilizado na impressão.

Saiba agora: Como funciona uma impressora 3D SLA.

Em 2019, a tecnologia SLA foi re-projetada e se tornou ainda mais eficiente, passando a ser chamada de “estereolitografia de baixa força” ou LSF (Low Force Stereolithography).

Entenda melhor sobre essa novidade: O que é LFS – Low Force Stereolithography.

SLS – Sinterização Seletiva a Laser

Por último – mas não menos importante – podemos falar sobre a impressão 3D SLS – Sinterização Seletiva a Laser.

Essa tecnologia representa uma fatia de 12% do mercado de impressão 3D mundial. Embora possibilite uma produção muito versátil, impõe maior complexidade de operação e também o maior custo entre as 3 tecnologias.

A impressão 3D SLS funciona por meio da sinterização de pó (plástico ou metal) através de um laser seletivo que funde o material camada por camada até construção total da peça.

Confira a representação desse processo:

 

impressao 3d sls

Devido a utilização de pó neste processo, a impressão 3D SLS é a tecnologia que demanda maior trabalho de pós-processamento para limpeza das peças.

É necessário o descarte correto ou a reciclagem do pó (que não é utilizado durante a impressão) e também uma câmara para limpeza da peça.

Leia também: Comparando tecnologias de impressão 3D FFF, SLA e SLS.

Quanto custa uma impressão 3D?

impressao 3d quanto custa
Peça com formato de cifrão feita por impressora 3D FDM

O custo de uma impressão 3D pode variar muito. Muito mesmo!

Uma peça impressa pode custar desde poucos centavos (como a peça $ na foto acima) à milhares de reais (como uma turbina de avião impressa em titânio).

Para pensar sobre quanto custa uma impressão 3D, você precisa primeiro definir se vai terceirizar o serviço de impressão ou se vai optar pela internalização com a compra da impressora 3D.

Quando você escolhe terceirizar o serviço de impressão 3D, o custo por peça produzida será bem maior, é claro!

Pois nesse caso, você estará pagando mais pela mão de obra envolvida no processo de impressão 3D do que pelos demais custos de operação da máquina.

O serviço de impressão irá valer a pena se sua demanda for ocasional, e não justificar o investimento na compra de uma máquina.

Porém, se você prevê uma demanda mais frequente, convém fazer a compra de uma impressora 3D e internalizar o processo.

Mas quanto custa uma impressora 3D? Hoje existem os mais variados tipos, com valores que variam de Mil a 10 Milhões de Dólares, dependendo da tecnologia.

Agora, considerando que você tenha uma impressora 3D, os principais custos de impressão 3D são os seguintes:

  • Custo do equipamento: O valor vai depender muito da tecnologia escolhida, mas em geral os equipamentos profissionais podem durar por muitos anos.
    Ps.: Impressoras 3D desktop para uso profissional, podem custar a partir de R$ 18.000,00 até R$ 90.000,00 reais. Se você busca uma impressora 3D de qualidade, não deixe de conferir a página de impressoras 3D da Wishbox Technologies.
  • Custo da matéria prima: É necessário saber o valor por grama do insumo utilizado, e quantas gramas irá utilizar na peça produzida.
  • Ps.: Em geral o software de impressão 3D já informa uma estimativa de gramas de material que será utilizado, e você pode calcular o custo da peça facilmente.
  • Custo de energia elétrica: Em geral ele é quase irrelevante, ou muito baixo. Uma impressora desktop (FDM ou SLA), consome de 0,5 kW/h a 2,5kW/h, ou o mesmo que um TV de LED ligada.
  • Custo com pós-processamento: Algumas tecnologias envolvem maiores custo devido as ferramentas e produtos necessários para realizar a limpeza das peças. Nesse caso, é necessário contabilizar isso no custo por peça produzida também.

Em resumo, o custo de impressão 3D vai depender muito do tamanho da peça, a matéria prima, o equipamento utilizado e se você irá terceirizar o serviço ou fazê-lo em sua própria impressora.

Importante esclarecer que, a impressão 3D tende a valer a pena sempre que se tratar de uma produção em baixas escalas (ou unitária) e a não valer a pena para fabricação em série de milhares de unidades!

Ou seja, a impressão 3D é barata para produção de protótipos, itens personalizados e exclusivos, e é cara para fabricação em volume de escala industrial.

Quanto tempo demora para imprimir em 3D?

Essa é sem dúvidas uma das perguntas mais comuns que se escuta sobre a impressão 3D.

O quanto tempo demora para imprimir em 3D vai variar bastante, de acordo com diversas configurações de impressão 3D.

 

impressao 3d o que e

Podemos dizer que existem 4 principais configurações determinantes para o tempo da impressão de uma peça:

1- Tamanho: Quanto maior for a peça, maior será o tempo de impressão.

2- Preenchimento: Quanto mais oca for sua peça, menor será o tempo de impressão e quanto mais preenchimento tiver, mais tempo levará para imprimir.

3- Resolução de camada: Quanto mais grossas forem as camadas mais rápido será sua impressão, porém, se você quiser uma melhor qualidade superficial (com camadas mais finas e menos aparentes) maior será o tempo de impressão.

4- Geometria da peça: Quanto mais linear e básica for a geometria da sua peça, mais rápido ela será impressa, pois uma peça com geometrias muito complexas e detalhes diminuem o ritmo em que a impressora trabalha.

Outra variável que pode impactar o tempo, além destas já mencionadas é a marca e modelo da impressora 3D e o tipo de tecnologia.

Ao configurar o projeto no software de fatiamento, antes da impressão, você normalmente consegue visualizar a estimativa de tempo de impressão.

Aqui na Wishbox, já imprimimos peças pequenas que demoram 5 minutos e peças muito grandes que levaram 172 horas para concluir.

Conheça os filamentos para impressão 3D

O mercado de insumos para impressoras 3D está em crescente evolução, há cada dia aumentando o seu leque de possibilidades.

Como a maior parte das máquinas no mercado hoje são da tecnologia FFF (Fabricação por Filamento Fundido), os filamentos para impressão 3D são os insumos mais conhecidos, e é sobre eles que vamos tratar aqui.

impressao 3d filamento

Mas afinal, que tipo de material é usado na impressora 3D?

Para se ter noção, existem filamentos para impressão 3D para as mais diversas aplicações: materiais que suportam altas temperaturas, que são flexíveis ou que possuem alta resistência ao impacto ou que simplesmente são mais fáceis de trabalhar.

Se você deseja conhecer mais a fundo sobre materiais para impressão 3D clique aqui e confira o nosso Guia de Filamentos.

Continue lendo abaixo para conhecer agora um pouco mais sobre os principais filamentos para impressão 3D:

PLA

O filamento PLA, ou poliácido láctico, é o material mais utilizado devido seu baixo custo e facilidade de impressão.

Esse material é um polímero termoplástico que é fabricado a partir de fontes orgânicas e renováveis, além de ser biodegradável (em condições ideais).

Isso o torna o filamento para impressão 3D mais amigável com o meio ambiente e com o bolso do usuário.

Para imprimir o PLA, não é necessário atingir grandes temperaturas ou ambiente aquecido, pois seu ponto de fusão é 145 – 160 °C.

O PLA não possui boa resistência mecânica ou à alta temperatura, mas é uma boa opção para quem deseja facilidade de impressão e bom apelo visual.

ABS

Já o ABS, ou chamado Acrilonitrilo Butadieno Estireno cientificamente, ao contrário do PLA, é um filamento que resiste ao alto impacto porém, é mais difícil de ser impresso.

Esse material é um termoplástico derivado do petróleo, quando comparado com outros tipos de plásticos para impressão 3D, pode ser considerado também relativamente mais acessível.

Para imprimir o ABS é necessário garantir que o ambiente esteja favorável, sem ventilação e de preferência com algum tipo de otimização de adesão na mesa (mesa aquecida, fita ou cola).

O ponto de fusão do ABS é maior, entre 225 – 245 °C.

O ABS possui maior resistência mecânica, resistência ao calor e ao impacto, sendo o material perfeito para protótipos visuais e funcionais.

PETG

Podemos dizer que o filamento PETG, ou Politereftalato de etileno e glycol, é uma combinação entre o PLA e ABS.

O PETG é da mesma família dos plásticos copoliéster, então pode ser comparado ao filamento plástico CPE.

Esse material é mais comumente usado na indústria de plásticos devido sua facilidade de impressão, maior maleabilidade e resistência ao calor.

Para imprimir o PETG, você precisa ficar de olho nas especificações técnicas do fabricante, mas em geral, a sua temperatura de fusão varia de 200 – 220 ºC.

O CPE ou PETG possuem uma ótima resistência mecânica e resistência a temperatura, sendo também um ótimo absorvente de tração.

Para conhecer um pouco mais sobre outros tipos de filamentos recomendamos a leitura do
[Guia] Qual filamento para impressora 3D devo escolher?

6 Dicas de softwares para imprimir seus objetos em 3D

Por último, mas não menos importante… Vamos te dar 6 dicas de softwares para imprimir seus objetos em 3D!

Como citamos anteriormente, para você conseguir imprimir seu modelo 3D precisa projetar ele em algum software CAD (modelagem 3D) e depois enviar para o software de impressão 3D (slicer).

Sendo assim, vamos te dar dicas de alguns softwares CAD onde você criará seus arquivos para impressão 3D e também de software slicer para preparar o projeto a ser impresso.

Softwares para modelagem 3D

Está pronto para colocar a “mão na massa”?

Vamos te apresentar os softwares para modelagem 3D mais utilizados!

Desde os que possuem recursos primários até os mais avançados – para você modelar seu projeto de acordo com o seu nível de conhecimento em CAD.

impressao 3d modelagem cad
Arquivo para impressão 3D sendo preparado

1- Tinkercad

Vamos começar com um software de modelagem 3D bem básico para iniciantes!

O Tinkercad é gratuito e possui recursos mais primários para você começar seu projeto 3D com geometrias mais básicas.

Formato de arquivo: .stl

2- Solidworks

Se você busca uma solução profissional e já possui algum conhecimento em modelagem 3D, ou está disposto a se capacitar, o Solidworks pode ser o software para você!

Utilizado por muitos dos profissionais de engenharia, é recomendado para modelagem de peças e montagens com requisitos técnicos mais rigorosos.

Esse software ainda conta com recursos de simulação, bem como ferramentas de desenho e montagem.

Formato de arquivo: .sldprt .sldasmslddrw

3- AutoCAD

O AutoCAD, é um pacote de softwares CAD 2D e 3D da Autodesk.

É usado por uma ampla gama de indústrias, arquitetos, gerentes de projeto, engenheiros, designers gráficos e muitos outros profissionais.

O AutoCAD possui os mais variados recursos, que exigem também um nível mais avançado de conhecimento em modelagem 3D.

Formato de arquivo: .dwt .dwg

4- Fusion 360

O software Fusion 360 é uma ótima opção se você também está iniciando na modelagem 3D, porém deseja realizar projetos mais profissionais.

Semelhante ao Solidworks, é popular entre engenheiros, designers e educadores pois possui a adição de ferramentas de fabricação integradas e ferramentas de escultura.

Uma grande vantagem desse software é que ele tem uma versão gratuita para estudantes.

Formato de arquivo: .f3d

5- Meshmixer

O software Meshmixer é muito utilizado por usuários de impressão 3D, pois funciona como um corretor de erros ou para fazer ajustes no seu projeto!

Se você precisa otimizar questões de malha (superfície da peça), fazer cortes, colagens ou correções, esse software é muito recomendado!

Ah, e também é gratuito!

Confira nosso tutorial: Como otimizar seu projeto 3D com Meshmixer em 10 passos.

Software para impressão 3D

Entre centenas de softwares para impressão 3D, vamos falar aqui do mais utilizado mundialmente: o Software Cura!

impressao 3d software para impressao 3d
Peça no software slicer pronta para impressão 3D

Software Cura

O Cura é um software de fatiamento (preparação da impressão 3D), da marca holandesa Ultimaker, que hoje é líder mundial no segmento de impressoras 3D FDM desktop profissionais.

Este software é reconhecido mundialmente pela sua interface intuitiva, pela otimização para uma ampla gama de impressoras 3D pré-configuradas e por ser “opensource”.

Ser opensource, significa que o Cura é aberto para ajustes e sugestões de melhorias dos próprios usuários, o que o torna mais completo a cada atualização.

Além disso, esse software é completamente gratuito e super fácil de usar!

Confira aqui nosso tutorial em vídeo sobre: Como utilizar o Software Cura.

Conclusão

Espero que com as explicações passadas nesse breve blog post (nem tão breve assim) você tenha entendido que a impressão 3D não é um bicho de sete cabeças.

Afinal, a partir do momento que você conhece os tipos de impressão 3D e como funciona, fica muito mais fácil começar!

Não estou dizendo que já tornamos você expert no assunto. Como você viu, o tema tem muitas ramificações e exige estudo.

Mas sem sombra de dúvidas é uma tecnologia fascinante e que tem o potencial de revolucionar vidas. E tudo isso a um custo já acessível para muitos!

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