M1S2A1 – Elementos do Fluxo

Os elementos do fluxo de trabalho de forma geral, são:

Modelo CAD 3D, Arquivo STL, Software de Fatiamento, Camadas e caminho de ferramenta, Processos MAPRI3D, Objeto 3D e Objeto.

Fonte: a autora

1. Modelo CAD 3D

    É a representação digital tridimensional de um objeto físico, criada em um software de modelagem paramétrica, geométrica ou orgânica. O modelo CAD define formas, dimensões, tolerâncias, volumes e superfícies do produto.
    Ele é o ponto de partida de todo o processo de manufatura digital, pois serve de base para análises, simulações e fabricação.

    Formato de arquivo original: nativo do software.

    2. Arquivo STL (Standard Tessellation Language ou Stereolithography File)

    É o formato padrão de intercâmbio entre o modelo CAD e o processo de impressão 3D. O arquivo STL transforma o modelo 3D em uma malha de triângulos que descreve apenas a geometria superficial do objeto, sem informações sobre cores, texturas ou materiais. A limitação do processo é não guardar informações sobre o interior sólido da peça — apenas a sua casca (superfície). Este interior sólido pode ser configurado no software de fatiamento que veremos a seguir.

    Características técnicas:

    • Baseado em coordenadas cartesianas (X, Y, Z);
    • Pode conter milhares ou milhões de triângulos (quanto mais, maior a precisão);
    • Pode ser exportado como ASCII (texto) ou binário (mais compacto);
    • Não contém unidades de medida, tolerâncias ou parâmetros físicos.

    Limitação: não guarda informações sobre o interior da peça — apenas a sua casca.

    3. Software de Fatiamento (Slicer)

    É o programa responsável por converter o arquivo STL (ou 3MF/OBJ) em instruções compreensíveis pela impressora 3D. Traduzir o modelo geométrico em trajetórias de impressão.
    Ele divide o modelo em camadas horizontais (slices) e calcula o caminho de deposição do material para cada camada, além de parâmetros de impressão (temperaturas, velocidade, retração, suporte, preenchimento etc.). A quantidade de parâmetros pode variar de software para software.

    Existem software proprietários que foram desenvolvidos pelos fabricantes de máquinas. Alguns destes produtos só funcionam com suas próprias máquinas e outros podem ser usados para outras máquinas mediante a instalação do driver da impressora (procedimento similar à instalação de uma impressora de papel ou câmera, no seu Windows). Há software desenvolvido (gratuito e pago) que não está vinculado a nenhuma máquina e é o driver que permite que você use em sua máquina. Deve-se estar atento à compatibilidade quando não for o software do fabricante ou for um software de mercado.

    4. Camadas, Caminho de Ferramenta e Código Gerado (G-code)

    Durante o fatiamento, o software permite que o usuário defina:

    • Camadas (Layers): seções horizontais sucessivas que, sobrepostas, formam o objeto 3D;
    • Caminho de Ferramenta (Toolpath): rota exata que o bico extrusor, laser ou outro atuador seguirá em cada camada;
    • G-code: código numérico gerado pelo slicer, que contém todas as instruções para a impressora.

    Exemplo de comandos G-code:

    G1 X25.0 Y50.0 Z0.3 F1500 E0.02  →  Move o bico para as coordenadas X=25, Y=50, Z=0.3 mm, com velocidade de 1500 mm/min, extrudando 0.02 mm³ de material.

    Resultado: um arquivo texto (.gcode) que define temperaturas, velocidades, trajetórias, alturas de camada, retrações e preenchimentos.

    5. Processo MAPRI3D = Impressão

    É a execução da impressão propriamente dita, o processo de fabricar até formar o objeto final impresso. Nesta etapa existe a necessidade da observação e interação com a máquina. Há situações onde (em máquinas que imprimem com filamentos) pode não haver fixação das primeiras camadas, acabar o filamento ou até haver problemas diversos durante a impressão – baixa qualidade da superfície, por adoção de parâmetros errados, presença de “macarrão” (emaranhado de filamento) preso à peça, entre outros.

    Acreditamos que ao longo do tempo as máquinas mais acessíveis terão condições de emitir alertas através de acessórios externos ou de adoção de sistemas de vigilância e IA, para evitar disperdício de material.

    6. Objeto 3D impresso

    É o produto físico final gerado por manufatura aditiva, prototipagem rápida ou impressão 3D.

    Sua qualidade depende de múltiplos fatores:

    • Precisão do modelo CAD;
    • Configurações de fatiamento;
    • Tipo de material e tecnologia de impressão;
    • Condições ambientais e calibração da máquina.
    • Pós-processamento (remoção de suportes, cura, sinterização, etc.). Preferimos colocar o pós-processamento como parte da etapa de obtenção do produto final, pois se houver um problema na saída da mesa, remoção dos suportes, cura ou outro qualquer, por exemplo, pode não haver produto final. Muitos autores e profissionais consideram como sendo uma etapa a parte ou até mesmo com a etapa de acabamento.

    7. Acabamento

    É uma etapa que nem todo objeto pronto necessita sofrer em função da tecnologia usada, do tipo de suporte, do material e até do uso. Pode incluir lixamento, polimento, pintura e tratamentos superficiais, entre outros. No exemplo abaixo ampliado vemos uma peça mecânica em PLA onde na imagem A podem ser vistos suportes (estruturas vai-vem) e abas (brim) que ficam em excesso por serem a base de início da peça. Na imagem B a peça é mostrada sem os suportes e na imagem C já lixada.

    Fonte: All 3DP.

    Além dos acabamentos citados, pode-se tratar superfícies com elementos químicos específicos orientados para cada tipo de material. Por exemplo, uso de solventes em acabamento com vapor, aplicação de Primer ou Epóxi que ajuda a cobrir pequenos orifícios e a dar brilho. Para estes processos deve-se ter sempre mais cautela, pois a toxicidade é nociva à saúde.