Prototipagem rapida

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  • Publicado : 5 de junho de 2012
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PROTOTIPAGEM RÁPIDA

Os processos de prototipagem rápida (RP) consistem basicamente na fabricação do objeto através do princípio de adição de camadas. Em outras palavras, a peça é obtida adicionando-se camadas sucessivas de material até que a sua geometria esteja completamente definida. Inicialmente é realizada a modelagem tridimensional da peça a ser fabricada em um sistema CAD. Em seguida,ocorre o planejamento do processo de fabricação com o “fatiamento eletrônico”, onde o modelo gráfico obtido é secionado em camadas dispostas em uma determinada direção, utilizando um programa computacional específico (CAM). O modelo gerado é então enviado para a estação de prototipagem onde finalmente ocorre a fabricação propriamente dita na estação de prototipagem. Os vários processos RP diferem-sepelo método pelo qual as sucessivas camadas são unidas e pelo tipo de material utilizado, sendo os mais difundidos listados a seguir:
• • • • • • Estereolitografia (SLA, Stereolithography) Manufatura de Objetos em Lâminas (LOM, Laminated Object Manufacturing) Sinterização Seletiva a Laser (SLS, Selective Laser Sintering) Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM, Fused DepositionModeling) ThermoJet (MJT, Multi Jet Modeling) Adição Volumétrica a Laser (LENS, Laser Engineered Net Shaping)


 

Estereolitografia (SLA, Stereolithography)
Originou-se com o advento da primeira máquina de prototipagem rápida, desenvolvida pela 3D Systems Inc. (Califórnia, E.U.A.), em 1988, com o intuito de fabricar um objeto a partir de seu modelo gráfico tridimensional. Este processo pioneiropossibilita a obtenção de protótipos rapidamente, independentemente de sua complexidade geométrica. Ele constrói modelos tridimensionais a partir de polímeros líquidos fotosensíveis (resinas fotocuráveis).

A máquina de Estereolitografia (vide figura ao lado) é provida de um laser ultravioleta e um conjunto de espelhos galvanométricos, cuja função é guiar o feixe de laser de tal forma que a suaincidência ocorra apenas nas regiões delimitadas pelo contorno da camada (Jacobs, 1992). O modelo é construído sobre uma plataforma móvel posicionada inicialmente acima do nível da resina fotocurável que desloca-se verticalmente para baixo até ser coberta por uma camada de resina equivalente à espessura da camada que será fabricada. Em seguida, uma fonte de raio laser ultravioleta, com altaprecisão de foco, incide sobre a região limitada pela geometria da camada, solidificando a seção transversal do modelo e deixando as demais áreas líquidas. Após a construção da camada, um elevador desloca a plataforma móvel para baixo o suficiente para permitir a fabricação da camada subsequente. O processo é repetido sucessivas vezes até o protótipo estar completo. Uma vez pronto, o modelo sólido éremovido do banho de polímero líquido e lavado. Os suportes são retirados e o modelo é, normalmente, introduzido num forno de radiação ultravioleta para ser submetido a uma cura completa. Devido ao formato parabólico do feixe de laser, existem pequenas quantidades de material não curado localizadas na região entre os caminhos percorridos pelo feixe de laser.

O material utilizado no processo deestereolitografia é um composto formado por uma resina epóxiacrilato como material base, acrescida de aditivos que proporcionam algumas propriedades desejadas e fotoinicadores, necessários para iniciar o processo de fotopolime- rização. O monômero da resina SL (Estereolitografia) é estabilizado para não reagir à temperatura ambiente, mantendo-se líquido antes do início do processo defotopolimerização.

Manufatura de Objetos em Lâminas (LOM, Laminated Object Manufacturing)
Esta técnica envolve a deposição de camadas de material, na forma de tiras revestidas de adesivo, sendo grudadas umas nas outras formando-se o protótipo. O material original consiste de bobinas de papel laminado com cola ativada pelo calor. Um rolo coletor avança a tira de papel sobre a plataforma de construção, onde...
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