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Material Extrusion: o que é e como funciona?

Com certeza você já ouviu falar em impressão 3D, certo? Máquinas de ponta com tecnologias modernas até pouco tempo não eram de conhecimento popular, muito menos acesso. Mas se eu te contar que os primórdios dessa história já era idealizada na ficção na década de 70 e 80, você acredita?

Em 1989, a Stratasys Inc. era a pioneira inaugurando sua máquina, através de um sistema de Modelagem por Deposição de Fundido (FDM), procedimento que proporcionava a criação de objetos tridimensionais através da extrusão de polímeros através de um pequeno orifício, depositando este material em uma mesa para a solidificação e criação do objeto camada a camada, princípio que ainda é utilizado até os dias de hoje em inúmeros sistemas e com diversas outras matérias-primas.

Sim, essa novidade não é tão nova como imaginávamos. Dessa forma, vamos entender um pouco mais do que se trata a categoria de material extrusion em específico, e quais os impactos que esse método pode oferecer para todos. Vem comigo!

 

O que é Material Extrusion?

O material extrusion é uma das sete categorias que fazem parte da manufatura aditiva e que você pode conhecer mais comumente pelo termo FDM (Fused Deposition Modeling). Esta técnica é utilizada principalmente para projetos desenvolvidos com polímeros, mas sendo também possível de se utilizar com cerâmicas e metais. 

Em comparação a outras tecnologias de impressão 3D, essa pode ser não tão rápida (dependendo dos parâmetros utilizados), mas que possui um ótimo custo/benefício no mercado. Além disso, ela é uma das tecnologias mais populares, já que atende a diversos públicos possuindo preços muito acessíveis, além de dezenas de fabricantes e comunidades de suporte espalhados mundialmente.

Em relação às suas vantagens e desvantagens, esse é um modelo, como falamos, com custos operacionais baixos, com uma certa necessidade de supervisão ao depender da máquina escolhida, mas que em geral possui baixo custo de manutenção e são relativamente simples de serem operadas, em termos de Hardware. Contudo, para máquinas mais populares, por falta de manutenção especializada, o operador deverá conhecer toda a anatomia da máquina e estar pronto para solucionar quaisquer problemas. Ademais, alguns materiais podem ser tóxicos aos humanos e precisam de cuidados ao serem utilizados. 

Como ela funciona? Exemplo prático

Olhando para o processo em si, pode-se dizer que a categoria de Material Extrusion usa basicamente da técnica de extrusão de material através de um orifício a altas temperaturas. Mas agora, imagine que você possui uma fábrica que produz artigos de decoração para lares e projetou uma nova peça de plástico para adicionar ao portfólio de enfeites de banheiros. A primeira etapa após a idealização do projeto é a confecção de um modelo físico/protótipo para amostra funcional, validação de conceito, pesquisa de aceitação, testes de qualidade ou cálculos de produção. 

Tradicionalmente, seria fabricado um molde metálico com o qual seria utilizado o sistema de injeção plástica para a produção da peça número 01. O tempo necessário para produção dessa peça (molde) em máquinas industriais pode variar de 2 a 5 dias e custar alguns milhares ou dezenas de milhares de reais. Mas se você pretende usar o método material extrusion (FDM) em uma impressora 3D, o tempo médio de produção de uma peça neste caso pode reduzir para uma noite e o custo para algumas dezenas ou centenas de reais.

 

Quais são as aplicações da Impressão 3D FDM?

No mercado de manufatura aditiva, o uso de Material Extrusion possui diversas aplicações e é um facilitador principalmente para empresas que buscam desenvolver produtos, mas com redução de custos operacionais tradicionalmente elevados.

É possível também fazer essa aplicação de forma combinada, com diferentes matérias-primas disponíveis na impressão 3D, outros sistemas de manufatura digital, ou até mesmo unindo a manufatura aditiva com sistemas tradicionais de manufatura, como o Vacuum Forming, Usinagem e Fresagem, por exemplo. Contudo, é completamente possível utilizá-la de maneira exclusiva, desenvolvendo projetos completos e robustos tanto quanto na manufatura convencional. Plásticos, cerâmicas ou até metais são materiais que funcionam com esse modelo de aplicação.

Por isso, separamos algumas das possibilidades que essa tecnologia oferece ao empresário e que pode servir como aliado das indústrias que estão em busca de aprimoramento e economia. Veja:

Aeroespacial

A impressão 3D é uma excelente ferramenta para o desenvolvimento de peças para engenheiros aeroespaciais. O uso da impressão 3D FDM, serve também para criar estruturas com elevada relação resistência/peso, auxiliando na otimização de diversos componentes de um avião, por exemplo. 

Robótica

Em relação à robótica, os profissionais da área também desenvolvem peças destinadas à construção de um robô ou para a automatização de serviços por meio da impressão 3D FDM. A Universidade da Antuérpia recentemente desenvolveu uma mão robótica capaz de traduzir a fala em linguagem de sinais, sendo todo o projeto auxiliado pela impressão 3D FDM.

Cuidados com a saúde

A área de próteses, principalmente, é uma grande beneficiada pela impressão 3D. Por meio de membros humanos reais, como braços e pernas, é possível replicar tal membro para pessoas amputadas ou desenvolver órteses personalizadas para cada situação e usuário. 

Educação

Por fim, a categoria de material extrusion é excelente para fins de educação. Dentro de sala de aula é possível fazer réplicas em grande escala de assuntos estudados, permitindo que os alunos tenham um aprendizado mais lúdico ao manusear os produtos desenvolvidos, além de ter contato direto com a tecnologia. 

Conclusão

Conclui-se, então, que a material extrusion é a categoria mais popular e acessível dentre todas as 7 outras existentes dentro do universo da impressão 3D e que além de ser um grande aliado das indústrias, pode auxiliar também em diversas outras áreas. Seus benefícios, que envolvem principalmente baixos custos operacionais, são interessantes para os empresários e chamam a atenção devido à sua acessibilidade e qualidade.

Se você curtiu esse assunto e quer saber mais sobre manufatura aditiva, continue aqui e acompanhe mais artigos em nosso blog!

 

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