Que material de impressão 3D escolher de acordo com o tipo de esforço da peça?
Escolher um material para fabricar uma peça por meio da impressão 3D não consiste apenas em buscar o material «mais resistente». Uma peça pode estar sujeita a tração, flexão, impactos, temperatura, desgaste ou deformações repetidas, e cada uma dessas condições exige avaliar propriedades diferentes. Por isso, o material adequado depende tanto das características da peça quanto das condições reais em que ela será utilizada. Na Additium3D analisamos esses fatores antes de definir a solução de fabricação. A tecnologia de impressão 3D, o material, a geometria da peça e suas condições de uso devem ser considerados conjuntamente para obter um componente funcional adequado à aplicação. Neste artigo revisamos quais propriedades devem ser priorizadas de acordo com o tipo de esforço que uma peça industrial suportará e quais materiais podem ser adequados em cada caso. O que é necessário considerar antes de escolher um material? Antes de selecionar um material para impressão 3D, convém definir como a peça realmente será fabricada. Não é o mesmo fabricar uma carcaça do que uma peça estrutural, uma guia, uma proteção, uma junta ou um componente submetido a temperaturas elevadas. Entre os fatores que podem condicionar a escolha destacam-se: Por conseguinte, não existe um único material de impressão 3D que seja o melhor para todas as aplicações. A seleção deve partir das exigências específicas da peça. Qual é o material de impressão 3D mais resistente? Esta é uma das perguntas mais frequentes quando se pretende fabricar uma peça industrial através da fabricação aditiva. No entanto, falar simplesmente de «resistência» pode resultar demasiado genérico. Uma peça pode necessitar de resistência mecânica, rigidez, resistência ao impacto ou capacidade para suportar temperaturas elevadas. Além disso, o comportamento final depende também da geometria, a orientação da fabricação e a tecnologia utilizada. Entre as tecnologias e materiais que trabalhamos na Additium3D, os PAHT CF, Nylon 12 CF, PA12 S e ABS GF podem atender a diferentes necessidades de peças funcionais e aplicações industriais. A escolha dependerá do tipo de solicitação que o componente terá de suportar. Se a peça estiver sujeita a cargas mecânicas: Quando uma peça tem de suportar cargas durante o seu funcionamento, é importante avaliar propriedades como resistência mecânica, rigidez e estabilidade dimensional. Em tais casos, materiais técnicos como o PAHT CF podem ser especialmente interessantes: PAHT CF O PAHT CF combina uma poliamida de alta temperatura com fibra de carbono. Está indicado para peças que necessitam de elevada resistência mecânica, rigidez, estabilidade dimensional e bom comportamento em temperaturas elevadas. Pode ser uma opção para componentes funcionais sujeitos a cargas exigentes. Nylon 12 CF O Nylon 12 CF incorpora fibra de carbono e está orientado para aplicações que exigem um material técnico com boas características mecânicas. Pode ser utilizado para fabricar peças funcionais em que se procura combinar resistência e rigidez com as vantagens da fabricação aditiva. ABS GF O ABS GF, reforçado com fibra de vidro, é uma alternativa para determinadas peças fabricadas através de FDM que necessitam de melhores características mecânicas do que um termoplástico padrão. A sua escolha dependerá das exigências específicas da aplicação e do processo de fabricação. Se a peça for utilizada em temperaturas elevadas Nesses casos, não basta selecionar um material resistente mecânicamente: é necessário avaliar especificamente seu comportamento térmico. PAHT CF para aplicações térmicamente exigentes O PAHT CF está especialmente indicado para aplicações em que a peça deve manter um bom desempenho mecânico e dimensional em condições de temperatura elevada. Por isso, pode ser uma alternativa interessante para determinados componentes industriais sujeitos simultaneamente a cargas mecânicas e exigências térmicas. Se a peça estiver sujeita a impactos Quando existe risco de choques ou cargas pontuais, é interessante avaliar a capacidade do material para absorver impactos sem quebrar. Neste tipo de aplicações, a resistência ao impacto pode ser mais relevante do que conseguir a máxima rigidez. A escolha dependerá da intensidade e frequência dos impactos, da geometria e das condições de uso da peça. O PA12 S, por exemplo, é um material utilizado na fabricação aditiva industrial para peças funcionais e pode ser adequado para diversas aplicações onde se busca um equilíbrio entre desempenho mecânico, precisão e comportamento do componente. Se a peça estiver sujeita a desgaste ou atrito: Não todas as peças industriais suportam cargas estáticas elevadas. Algumas funcionam continuamente em movimento e estão sujeitas a contato, fricção ou desgaste. Neste caso, convém analisar: O material deve ser selecionado levando em consideração como o desgaste ocorre, não apenas a sua resistência mecânica inicial. Para certas peças funcionais deste tipo, materiais técnicos como PA12 S, Nylon 12 CF ou ABS GF podem ser estudados, sempre de acordo com as condições específicas de trabalho. Se a peça precisar ser flexível: Existem aplicações em que a rigidez é precisamente um problema. Em conjunto, proteções, elementos amortecedores ou componentes que precisam de deformação precisam de um material capaz de suportar essa deformação sem perder sua funcionalidade. TPU: quando a peça precisa de deformação Na impressão 3D FDM, ela pode ser utilizada para fabricar componentes funcionais que necessitam: Nesse caso, buscar o material «mais resistente» não teria sentido: a propriedade que define a aplicação é precisamente a flexibilidade. Se a prioridade for a estabilidade dimensional Isso pode ser especialmente importante em: nesses casos, é necessário avaliar conjuntamente o material, a tecnologia de fabricação e a geometria. Tecnologias como MJF e SLS permitem fabricar peças funcionais complexas em materiais como PA12 S, Nylon 12 ou Nylon 12 CF, enquanto que a FDM pode ser uma alternativa adequada.
