OS 5 PRINCIPAIS APLICAÇÕES PARA A TECNOLOGIA DE IMPRESSÃO 3D EM 2019

Embora a impressão 3D já existe há décadas, ela cresceu em popularidade e uso nos últimos anos.

Grande parte da razão para seu recente aumento no uso é que é uma tecnologia simples que pode ser usada em aplicações em todos os tipos de campos. Nos primeiros anos, a impressão 3D apresentou altos custos de entrada. Modelos de impressoras e materiais 3D eram caros. Nos últimos anos, com melhorias e variações nas tecnologias das máquinas e dos materiais usados, os custos vêm diminuindo, tornando a impressão 3D mais acessível e econômica, na indústria e na educação.

1. EDUCAÇÃO

Todos os dias, mais escolas estão incorporando métodos de impressão 3D em seus currículos. Os benefícios da impressão 3D na educação ajudam a preparar melhor os alunos para o futuro, permitindo que os alunos criem protótipos sem a necessidade de ferramentas caras. Os alunos projetam e produzem modelos que podem realmente ter.

A impressão 3D preenche a lacuna de idéias e imagens em uma página ou tela, permitindo a criação dessas idéias / imagens no mundo físico tridimensional.

Impressoras 3D agora são comumente encontradas em salas de aula e bibliotecas públicas. As universidades têm impressoras 3D disponíveis para os alunos usarem em aulas e projetos. Empresas como a MakerBot oferecem cursos de certificação em impressão 3D para educadores e estudantes.

As ferramentas de impressão 3D estão revolucionando a educação STEM, oferecendo a capacidade de criar protótipos rápidos de baixo custo por alunos em sala de aula, bem como fabricar equipamentos científicos de baixo custo e de alta qualidade a partir de projetos de hardware abertos.

Os alunos exploram princípios de design, engenharia e arquitetura. Eles são capazes de duplicar itens de museus como fósseis e artefatos históricos para estudar em sala de aula sem a possibilidade de danificar coleções delicadas. Eles são capazes de ganhar uma nova perspectiva tridimensional em mapas topográficos.

Os estudantes de design gráfico podem facilmente construir modelos com peças de trabalho complexas. Os estudantes das ciências podem criar e estudar secções transversais dos órgãos do corpo humano, bem como outros espécimes biológicos. Estudantes de química podem fazer modelos 3D de moléculas e compostos químicos.

2. PROTOTIPAGEM E FABRICO

A impressão 3D foi desenvolvida inicialmente como um meio de prototipagem mais rápida. Com um protótipo tradicional moldado por injeção, pode custar centenas de milhares de dólares e levar semanas para produzir um único molde. Isso é altamente impraticável se você estiver tentando melhorar o design a cada nova iteração. A tecnologia de impressão 3D reduz muito os tempos de espera exigidos na fabricação tradicional, permitindo que um protótipo seja fabricado em horas, não em semanas e a uma fração do custo. As indústrias automotiva e aeroespacial são apenas duas indústrias envolvidas na fabricação, aproveitando os avanços nas tecnologias de impressão 3D.

A manufatura tradicional é a mais econômica em grandes volumes. Em situações em que um produto não será produzido em massa, a impressão 3D (também conhecida como 'manufatura aditiva' nos círculos de fabricação) é ideal, pois permite a produção relativamente barata de um produto em volumes muito menores ou caso a caso. base. Nesta mesma linha, os avanços na tecnologia de prototipagem rápida (RP) também deram origem ao desenvolvimento de materiais e processos, como Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e Sinterização Direta a Laser de Metal (DMLS) que são adequados para a fabricação da versão final. versão de um produto, não apenas seu protótipo. Isso é chamado de Rapid Manufacturing.

Com as tecnologias de computação em nuvem tão comuns hoje em dia, agora existem empresas que oferecem serviços de fabricação aditiva baseados em nuvem, em que os consumidores podem criar peças e objetos remotamente sem o custo de comprar uma impressora 3D.

As empresas agora oferecem serviços de personalização em massa, onde os consumidores podem personalizar objetos através de um software de personalização simples baseado na Web, solicitando os itens resultantes - casos de telefones celulares, por exemplo - como objetos impressos em 3D exclusivos.

As tecnologias de impressão 3D criaram o que é chamado de 'ferramental ágil'. É aqui que as ferramentas usadas nos processos de fabricação, como moldagem hidráulica, estamparia e moldagem por injeção, são projetadas por meios modulares, permitindo a criação de protótipos rápidos e respostas às necessidades de ferramentas e fixação.

3. MEDICINA

Nos últimos anos, houve muitas aplicações de impressão 3D no mundo da medicina. Elas variam de bioprinting - onde biomateriais, como células e fatores de crescimento, são combinados para criar estruturas semelhantes a tecidos, imitando suas contrapartes naturais - para dispositivos médicos, como próteses.

As próteses impressas em 3D exemplificam a versatilidade da impressão 3D. É difícil e caro produzir próteses que se ajustem a um paciente. Com a impressão 3D, as próteses medidas podem ser modeladas e impressas a um custo significativamente menor. As crianças que precisavam de uma prótese tinham que esperar para ter certeza de que não a superariam. Agora, uma nova prótese pode ser impressa em 3D para eles a cada poucos meses. Em alguns países do terceiro mundo, as próteses não são sequer uma opção, elas podem agora tirar vantagem das impressas em 3D.

A impressão 3D é usada para produzir implantes ortopédicos de metal. Devido aos recursos de impressão 3D para criar superfícies porosas, esses tipos de implantes se integram mais facilmente aos ossos naturais do próprio paciente, permitindo que eles se transformem no implante.

Houve casos bem-sucedidos de um paciente recebendo um implante de pélvis de titânio, outro recebendo uma nova mandíbula de titânio. Um paciente motociclista cujo rosto havia sido gravemente ferido em um acidente de viação foi reconstruído com peças impressas em 3D.

A bioprinting permite a impressão 3D de órgãos artificiais, ajudando a resolver problemas de falência de órgãos em pacientes mais rapidamente, importantes para o paciente e sua família e para os sistemas de saúde.

Os tecidos impressos em 3D foram desenvolvidos para testes farmacêuticos como um meio econômico e ético de ajudar a identificar os efeitos colaterais dos medicamentos e validar as dosagens seguras.

As pílulas podem ser produzidas usando o processo de impressão 3D do Binder Jetting. O processo permite que as pílulas produzidas sejam muito porosas, permitindo assim doses elevadas numa única pílula que pode ser dissolvida rápida e facilmente digerida, útil para tratar doenças como a epilepsia.

4. CONSTRUÇÃO

A impressão 3D para construção oferece várias tecnologias que utilizam a impressão 3D como a principal forma de fabricar edifícios ou componentes de construção.

As tecnologias de impressão 3D utilizadas em escala de construção incluem extrusão (concreto / cimento, cera, espuma e polímeros), colagem em pó (ligação de polímero, ligação reativa, sinterização) e soldagem aditiva. A impressão 3D em construção tem uma ampla gama de aplicações nos setores privado, comercial, industrial e público. As vantagens dessas tecnologias incluem maior complexidade e precisão, construção mais rápida, menores custos de mão-de-obra, maior integração funcional e menos desperdício.

O primeiro edifício residencial totalmente construído foi construído em Yaroslavl, na Rússia em 2017. 600 elementos das paredes foram impressos em uma loja e montados no local, seguido da conclusão da estrutura do telhado e decoração de interiores para uma área total de 298,5 metros quadrados (3213 sq ft). O projeto representa a primeira vez no mundo todo o ciclo tecnológico passou requisitos de construção, desde o projeto, licença de construção, registro, a conexão de todos os sistemas de engenharia. O prédio não foi construído apenas para apresentação, hoje vive uma família real e normal.

A impressão 3D em concreto está em desenvolvimento desde os anos 90, como uma forma mais rápida e barata de construir edifícios e outras estruturas. As impressoras 3D de larga escala projetadas especificamente para a impressão de concreto podem despejar fundações e construir muros no local. Eles também podem ser usados ​​para imprimir seções de concreto modulares que são posteriormente montadas no local de trabalho.

Em 2016, a primeira ponte para pedestres foi impressa em 3D em Alcobendas, Madri, Espanha. Ele foi impresso em concreto micro-reforçado em um comprimento de 12 metros (39 pés) e largura de 1,75 metros (5,7 pés). A ponte ilustra as complexidades nas formas da natureza e foi desenvolvida tanto por parâmetros (usando um conjunto de regras, valores e relacionamentos que guiam o projeto) quanto pelo projeto computacional, permitindo a distribuição ideal de materiais enquanto maximiza o desempenho estrutural.

Foi um marco na indústria de construção internacional, sendo a primeira aplicação em grande escala da tecnologia de impressão 3D no campo da engenharia civil em um espaço público.

A impressão 3D é usada para produzir modelos de escala arquitetônica, permitindo uma rotação mais rápida do modelo de escala e aumentando a velocidade geral e a complexidade dos objetos produzidos.

Como um conceito futurista, a impressão 3D está sendo estudada como uma tecnologia para a construção de habitats extraterrestres, como habitats na Lua ou em Marte. Foi proposto, usando a tecnologia de construção de impressoras 3D, a fabricação de estruturas de construção lunar com habitats infláveis ​​fechados para abrigar os ocupantes humanos dentro das estruturas lunares do hardshell. Esses habitats precisariam de apenas dez por cento da estrutura a ser transportada da Terra, usando materiais lunares crus locais para os outros 90 por cento da estrutura.