Lição 8.6MoldarCapítulo 8 · Manufatura aditiva

Jateamento de material (PolyJet)

Jateia gotas de resina e as cura com luz UV (material jetting)

O jateamento de material funciona como uma impressora a jato de tinta, mas sua “tinta” é um plástico líquido que endurece sob luz ultravioleta (UV). Milhares de finas camadas de gotas se empilham até virar um objeto sólido. A PolyJet, a versão mais conhecida, faz protótipos com a aparência e o toque de produtos de verdade: coloridos, transparentes e de toque macio em uma só impressão.

Foto: Varinex, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Impressora PolyJet · vista lateral, 5 etapasO bloco de impressão é mostrado no meio de uma passada; os números circulados correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Jateie as gotas. O bloco de impressão percorre a bandeja de construção. Seus cabeçotes de impressão (cabeçotes de jato de tinta com centenas de bicos) disparam gotas de fotopolímero (uma resina que endurece sob a luz) onde a camada precisa de material. Cabeçotes diferentes podem disparar resinas diferentes na mesma passada.
Nivele a camada. Um rolo alisa as gotas ainda úmidas, de modo que cada camada tenha exatamente a mesma espessura.
Cure com luz UV. Lâmpadas UV vão nas duas pontas do bloco. Elas inundam a camada fresca de luz ultravioleta, que a endurece quase instantaneamente.
Desça e repita. A bandeja desce uma camada, cerca de 0,016–0,03 mm, e o bloco faz a próxima passada. Uma peça precisa de milhares de passadas, então até peças pequenas levam horas.
Lave o suporte. Sob as saliências, outros bicos jatearam um suporte de gel macio (material temporário que sustenta a peça). Depois da impressão, você o remove com um jato de água ou deixando de molho.

Dados-chave

Materiais: Fotopolímeros à base de acrílico: resinas rígidas, emborrachadas, transparentes e coloridas, mais um suporte de gel. Duas resinas podem ser misturadas gota a gota para rigidez intermediária
Peças típicas: Protótipos de aparência e toque, cabos de pegada macia, carcaças transparentes, modelos anatômicos e dentários
Tamanho da peça: De poucos milímetros a cerca de 0,5 m na maioria das máquinas; as maiores chegam a cerca de 1 m
Precisão: Cerca de ±0,1 mm em detalhes pequenos, até cerca de ±0,2 mm em uma peça grande
Acabamento superficial: Muito lisa, com camadas quase invisíveis; brilhante ou fosca conforme onde o suporte tocou
Tamanho de lote adequado: Peças únicas e pequenos lotes, de cerca de 1 a 100 peças
Custo de ferramental e máquinas: Sem ferramental. As impressoras custam de dezenas de milhares a várias centenas de milhares de dólares; a resina custa bem mais por quilograma que o filamento FDM
Velocidade: Uma peça do tamanho de uma palma leva algumas horas; uma bandeja cheia costuma rodar durante a noite

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Materiais rígidos, emborrachados, transparentes e coloridos em uma só impressão
Detalhes muito finos e superfícies lisas direto da impressora
Sem ferramental: um projeto alterado é só um novo arquivo
Muitas peças pequenas podem dividir uma bandeja e uma rodada

Limites

As peças são mais fracas e mais quebradiças que plásticos moldados
As resinas amarelam e ficam quebradiças ao sol e com o tempo
Impressoras e resinas são caras, e o gel de suporte é material desperdiçado
Não serve para peças que suportam carga ou ficam quentes

Onde é usado

Produtos de consumoProtótipos de aparência e toque de celulares, controles remotos e escovas de dentes com pegadas macias
MedicinaModelos anatômicos para planejar cirurgias, com tecidos moles e duros em materiais diferentes
OdontologiaModelos dentários e guias cirúrgicos
AutomotivoProtótipos de painéis de instrumentos e interiores com cores e texturas reais
ManufaturaInsertos de moldes de injeção de pequenas séries, gabaritos e dispositivos
Moda e designProtótipos de óculos e calçados; impressões feitas direto sobre tecido

Como reconhecê-lo

Vários materiais em uma peça sem emendas: um corpo rígido passa a ser emborrachado ou transparente sem junta nem linha de cola.
Superfícies muito lisas; as linhas de camada são difíceis de ver, até nas curvas.
Zonas brilhantes e foscas na mesma peça: as áreas foscas são onde o gel de suporte a tocou.
Peças em cores plenas com texturas, etiquetas ou degradês de cor impressos.

Compare com

Estereolitografia8.2também endurece resina líquida com luz, mas a cura em uma cuba; o jateamento posiciona cada gota, então pode misturar materiais e cores.Jateamento de ligante (binder jetting)8.5também usa cabeçotes de jato de tinta, mas eles jateiam cola sobre um leito de pó em vez de jatear o próprio material da peça.FDM8.1muito mais barata e dá peças de plástico mais tenazes, mas com camadas grosseiras visíveis e normalmente um ou dois materiais.

Assista

Stratasys · O fabricante da PolyJet explica gotas, cura UV e suporte

Protolabs · Uma animação dos cabeçotes, das lâmpadas UV e do gel de suporte em ação

TriMech · Máquinas PolyJet reais e os tipos de peças que elas fazem

Proto3000 · Closes de peças impressas transparentes, macias e em cores plenas

Veja fotos reais

Wikipedia: Processos de impressão 3D — visão geral de todas as famílias de impressão, incluindo o jateamento de material
Wikipedia: Objet Geometries — a empresa que inventou a PolyJet e suas linhas de impressoras
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

O jateamento de material constrói peças com gotas de resina líquida, endurecidas camada por camada com luz UV.
Seu superpoder é misturar materiais rígidos, emborrachados, transparentes e coloridos em uma só impressão.
Use-o para protótipos e modelos realistas, não para peças resistentes e duradouras.