O que é impressão 3D?
A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é um processo que permite que um objeto sólido tridimensional de qualquer formato seja realizado rapidamente por meio de um modelo digital. A essência da impressão 3D é gerar um arquivo de modelo digital editando uma série de fatias digitais de um estilo de processamento específico por meio de software de design auxiliado por computador e, em seguida, usar aditivos específicos como materiais de ligação de acordo com as dimensões do desenho do modelo, usando equipamento de moldagem específico, ou seja, impressoras 3D, para fazer pós de metal sólido ou substâncias altamente maleáveis na forma de pó, líquido ou filamento. Processamento em camadas, empilhamento de moldagem para que a matéria-prima derreta e aumente essas finas camadas camada por camada, para finalmente “imprimir” um objeto sólido real e tridimensional.
Os materiais de impressão 3D
Os maiores especialistas mundiais na indústria de impressão 3D definem o pó metálico para impressão 3D como um grupo de partículas de metal com menos de 1 mm de tamanho. Isso inclui pós de metal único, pós de liga e certas ligas de pó de compostos refratários com propriedades metálicas, ligas de bronze, aços industriais, aços inoxidáveis, ligas de titânio e ligas de níquel-alumínio. No entanto, além da boa plasticidade, os pós metálicos para impressão 3D também devem atender aos requisitos de tamanho de partícula fina, distribuição de tamanho de partícula estreita, alta esfericidade, boa fluidez e alta densidade aparente.
A influência da forma da partícula do pó de metal, tamanho da partícula e sua distribuição no produto impresso em 3D acabado
No processo de preparação de pó metálico, as partículas de pó assumirão diferentes formas com diferentes métodos de preparação, tais como esférico, subesférico, poligonal, esponjoso poroso, dendrítico, etc. O formato da partícula do pó afeta diretamente a fluidez e a densidade aparente do pó, que por sua vez tem um impacto nas propriedades das peças de metal preparadas.
Pós esféricos ou quase esféricos têm boa fluidez, são menos propensos a obstruir o sistema de fornecimento de pó durante a impressão e podem ser espalhados em camadas finas, melhorando assim a precisão dimensional e a qualidade da superfície das peças impressas em 3D, bem como a densidade e uniformidade do tecido das peças, tornando-as o tipo de formato de matéria-prima preferido para impressão 3D. Porém, deve-se observar que os pós esféricos possuem baixa densidade de empacotamento de partículas e grandes vazios, tornando as peças menos densas, o que também afeta a qualidade da conformação.
Quanto menor for o tamanho da partícula do pó metálico, mais propício para a sinterização suave, porque quanto menor o tamanho da partícula, quanto maior a área superficial específica, maior será a força motriz da sinterização. Além disso, os espaços vazios entre as partículas de pó fino são pequenos e a conexão entre o pó em camadas adjacentes é estanque, o que é propício para melhorar a densificação de sinterização e a resistência de sinterização. Pequenas partículas de pó metálico também podem preencher os espaços vazios de partículas grandes, o que pode melhorar a densidade de empilhamento do pó, contribuindo assim para melhorar a qualidade da superfície e a resistência das peças metálicas impressas. Porém, não quanto mais finas as partículas melhor, se muitas partículas finas, no processo de sinterização é fácil aparecer o fenômeno de “esferoidização”, fácil de causar a espessura irregular do pó de assentamento. O fenômeno denominado de “esferoidização”, ou seja, a fim de tornar a superfície do metal líquido derretido e a superfície do meio circundante do sistema com o mínimo de energia livre, sob a ação da tensão superficial, a forma da superfície do metal líquido para a transformação da superfície esferóide de um fenômeno. Esferoidização ”geralmente evita que o pó de metal se solidifique para formar uma poça lisa contínua após a fusão, formando assim uma parte solta e porosa, resultando em falha de moldagem.