A Manufatura Aditiva (AM) é um método de produção que constrói objetos físicos camada por camada a partir de um modelo digital 3D, contrastando com métodos subtrativos. As principais tecnologias de AM utilizadas para produção de protótipos e produtos incluem FDM, SLA, SLS, MJF e DED, cada uma com características específicas de materiais, funcionamento, capacidade de produção multicolorida e testes de qualidade, detalhadas conforme relação abaixo:

Modelagem por Fusão e Deposição (FDM - Fused Deposition Modeling)

• Definição: Tecnologia de extrusão de material que derrete e extruda um filamento termoplástico através de um bocal aquecido, depositando-o camada por camada em uma plataforma de construção.

• Materiais Utilizados: Principalmente termoplásticos como PLA, ABS, PETG, Nylon, e materiais avançados como PEEK e compósitos com adição de fibra de carbono ou madeira.

• Funcionamento: Um filamento de material sólido é alimentado em um extrusor, aquecido até o estado semifluido e depositado com precisão em coordenadas específicas. As camadas se fundem à medida que esfriam e solidificam.

• Produção Multicores: A capacidade de produzir peças com múltiplas cores na mesma impressão é limitada em máquinas FDM padrão de extrusor único. No entanto, é possível com sistemas de extrusores duplos ou múltiplos, que carregam diferentes filamentos de cor ou material. Marcas como Stratasys (detentora original do nome FDM) e Ultimaker oferecem equipamentos com essa funcionalidade.

• Testes do Produto: Os testes envolvem principalmente a verificação de propriedades mecânicas, como resistência à tração e flexão (que podem ser anisotrópicas devido à natureza em camadas), adesão entre camadas, precisão dimensional e qualidade da superfície. Testes de estanqueidade e resistência a produtos químicos também podem ser aplicados, dependendo da aplicação.

Estereolitografia (SLA - Stereolithography Apparatus)

• Definição: Tecnologia de fotopolimerização em cuba que utiliza um laser ultravioleta (UV) para curar seletivamente resina fotopolímera líquida, solidificando-a camada por camada.

• Materiais Utilizados: Resinas fotopoliméricas líquidas (epóxi, acrílicas), que podem ser transparentes, opacas, flexíveis, ou ter propriedades específicas para aplicações odontológicas/médicas.

• Funcionamento: Um laser UV desenha a forma de cada camada na superfície da resina líquida. A plataforma de construção desce a cada camada curada, permitindo que a resina fresca cubra a área e o processo se repita até a conclusão do objeto.

• Produção Multicores: Impressão multicolorida na mesma peça e processo é tipicamente inviável com a tecnologia SLA padrão, pois envolve uma única cuba de resina. A cor é uniforme em toda a peça. A única maneira de obter várias cores é imprimir peças separadas e montá-las, ou pintar após a impressão e pós-processamento.

• Testes do Produto: Testes focam na precisão dimensional, acabamento de superfície (alta qualidade típica), propriedades ópticas (para resinas transparentes), e, após a pós-cura, propriedades mecânicas e resistência a impactos.

Sinterização Seletiva a Laser (SLS - Selective Laser Sintering)

• Definição: Tecnologia de fusão em leito de pó que utiliza um laser de alta potência para sinterizar (fundir) seletivamente pequenas partículas de material em pó (polímero, metal ou cerâmica) para formar uma estrutura sólida.

• Materiais Utilizados: Termoplásticos em pó, como Nylon (PA 11, PA 12), TPU flexível, e PEEK. Para metais, a tecnologia equivalente é chamada de DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ou SLM (Selective Laser Melting), usando pós metálicos.

• Funcionamento: Uma camada fina de pó é espalhada sobre a plataforma. Um laser traça a seção transversal da peça, fundindo o pó. A plataforma desce, uma nova camada de pó é espalhada e o processo se repita. O pó não fundido serve como suporte para a peça, eliminando a necessidade de estruturas de suporte adicionais para geometrias complexas.

• Produção Multicores: Similar à SLA, a SLS padrão não permite produção multicolorida em uma única peça, pois o leito de pó tem uma única cor. O uso de corantes no pós-processamento é comum.

• Testes do Produto: Testes focam na densidade do material (que pode afetar a porosidade), propriedades mecânicas isotrópicas (força similar em todas as direções), acabamento superficial (geralmente rugoso) e precisão dimensional. Marcas de equipamentos incluem EOS e Sinterit.

Multi Jet Fusion (MJF)

• Definição: Tecnologia de jateamento de material em leito de pó, desenvolvida pela HP, que utiliza agentes fusores e de detalhe para produzir peças de forma rápida e com alta densidade.

• Materiais Utilizados: Polímeros em pó, predominantemente Nylon (PA 11, PA 12), PA carregado com fibra de vidro, e TPU.

• Funcionamento: Uma camada de pó é espalhada e um cabeçote de impressão deposita agentes líquidos (fusor e de detalhe) na área de construção. Lâmpadas de calor então fundem seletivamente as áreas com o agente fusor. Esse processo é muito rápido e permite excelente controle de propriedades.

• Produção Multicores: A tecnologia MJF da HP (como a série Jet Fusion 500/300) é notável por sua capacidade de produzir peças totalmente coloridas e funcionais, com propriedades de material consistentes em toda a peça, ao depositar diferentes agentes coloridos.

• Testes do Produto: Semelhante à SLS, os testes verificam a densidade, propriedades mecânicas, e a consistência da cor para as máquinas coloridas. A velocidade de produção e a qualidade da superfície são métricas de desempenho importantes.

Deposição Direta de Energia (DED - Directed Energy Deposition)

• Definição: Tecnologia de fusão e deposição que utiliza uma fonte de energia focada (laser, arco de plasma ou feixe de elétrons) para fundir material (geralmente fio ou pó metálico) enquanto ele é depositado através de um bocal.

• Materiais Utilizados: Principalmente metais e ligas metálicas, como titânio, aço inoxidável, ligas de níquel e cobalto.

• Funcionamento: O material é alimentado no bocal onde é derretido pela fonte de energia e depositado sobre a superfície de construção ou em uma peça existente para reparo. É frequentemente montado em braços robóticos de múltiplos eixos.

• Produção Multicores: A produção multicolorida não é uma característica desta tecnologia, que foca na produção de peças metálicas funcionais ou reparo de componentes. A cor do produto é a cor natural do metal ou liga utilizada.

• Testes do Produto: Testes são rigorosos e envolvem análises metalúrgicas extensivas, inspeções não destrutivas (como ultrassom, raios-X), testes de fadiga, resistência e microestrutura, devido às aplicações críticas em setores como aeroespacial e defesa. Marcas incluem Optomec e DMG Mori.