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Os avanços na engenharia de manufatura aditiva estão agora mais acessíveis e acessíveis do que nunca. (Imagem: Olga Ilina/Shutterstock)
Tradicionalmente, os métodos mais precisos de formar metal nas formas desejadas usaram a fabricação subtrativa, que é o processo de remoção de material para criar uma peça. Durante anos, os engenheiros usaram máquinas subtrativas, como tornos e moinhos, para criar as peças personalizadas que eles projetaram. No entanto, a fabricação subtrativa é limitada pelo alcance das ferramentas e pelo eixo de movimento da máquina. É aqui que o advento da manufatura aditiva faz toda a diferença.
Em vez de remover o material para expor uma peça, a manufatura aditiva estabelece material para construir a peça. Este é o sonho de um engenheiro porque remove muitas barreiras de projeto que anteriormente impediam a construção de peças mais avançadas. Uma maneira fácil de conceituar isso é pensar nisso como construir uma casa: é muito mais prático construir a casa camada por camada com tijolos do que esculpir a casa em um bloco gigante de pedra.
A manufatura aditiva cresceu em popularidade nos últimos anos, e muitos métodos exclusivos foram desenvolvidos para permitir que as peças sejam feitas de um amplo espectro de materiais. O tipo mais comum de manufatura aditiva que pode ser familiar aos leitores é a modelagem de deposição fundida (FDM). Este processo envolve a extrusão de um filamento de plástico através de um bocal aquecido semelhante a uma pistola de cola quente. Uma impressora FDM se move em três eixos à medida que estabelece o plástico camada por camada até que eventualmente a peça desejada tenha sido formada.
Há uma série de outros métodos de fabricação aditiva, incluindo a impressão à base de resina. Com a impressão em resina, uma resina sensível à luz UV é exposta à luz UV, fazendo com que ela endureça, para formar peças com grande precisão. A fonte de exposição UV pode ser controlada através de uma variedade de métodos, como display de cristal líquido (LCD). Esse processo usa uma tela LCD transparente semelhante à usada para um monitor de computador. O LCD é programado para exibir essencialmente uma imagem das camadas necessárias para construir as peças e, ao fazê-lo, o LCD escurece pixels específicos, criando uma máscara que apenas expõe a resina de acordo com onde a camada requer.
Uma vez que a resina tenha sido polimerizada, o leito de impressão em que a camada está sentada é deslocado, permitindo que a próxima camada seja depositada e interaja com a luz UV. As impressoras LCD têm uma desvantagem, pois a exposição UV ao LCD pode danificá-lo ao longo do tempo, exigindo que a tela seja substituída.
Outros sistemas de resina operam de forma semelhante, como a estereolitografia (SLA), que digitaliza um laser UV sobre a resina para construir as camadas, e o processamento de luz digital (DLP), que usa uma matriz de micro-espelhos que funcionam como pixels individuais em uma tela, refletindo a luz UV dentro e fora da óptica de transferência de imagem. Com o processo DLP, uma camada inteira pode ser exposta de cada vez, levando a um tempo de construção mais rápido.
“Este é o sonho de um engenheiro porque remove muitas barreiras de projeto que anteriormente impediam a construção de peças mais avançadas.”
Esses processos encontraram seu caminho em muitos campos, incluindo odontologia, para fabricar retentores, dentaduras e alinhadores, por exemplo. No entanto, a impressão de resina tem uma desvantagem: é fraca. Normalmente, a construção de coisas como expansores e placas ósseas requer um material biocompatível forte, como o titânio. Inventado em 1995, o processo de sinterização direta a laser de metal (DMLS) é empregado em muitos campos profissionais como uma técnica de fabricação de última geração para a produção de peças robustas com geometria complexa.
Embora o processo DMLS seja semelhante à técnica SLA, ele utiliza um laser de fibra de vários mil watts que varre sobre um leito nivelado de pó fino de titânio em vez de uma varredura a laser UV sobre resina. Com o DMLS, as partículas de titânio derretem e se unem para formar uma única estrutura metálica. Este processo provou ser valioso na ortodontia, pois o aspecto aditivo permite que os operadores de impressora construam modelos com otimização topográfica, um processo de design de computador que gera modelos orgânicos complexos que são leves, mas fortes. Antes do DMLS, ter peças fabricadas em titânio com métodos subtrativos tradicionais exigia somas ultrajantes de dinheiro. No entanto, graças aos avanços na tecnologia de máquinas, as peças personalizadas de titânio estão agora disponíveis para um público maior.
Nota editorial:
Este artigo foi publicado na CAD/CAM — revista internacional de laboratórios odontológicos, edição 2/2022.
Fonte: Dental Tribune
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