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Impressão 3D DMLS para metais – Guia Definitivo

DMLS é um processo de manufatura aditiva metálica exclusivo da EOS com ampla expansão de aplicações ao redor do mundo. Mas você sabe como funciona esta tecnologia? Neste artigo, responderemos às perguntas mais comuns sobre DMLS e impressão 3D metálica a laser.
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Impressão 3D DMLS para metais – Guia Definitivo

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Você sabe o que significa a sigla DMLS em impressão 3D metálica?

Ao longo dos últimos anos, tornou-se cada vez mais comum ouvir os termos impressão 3D ou manufatura aditiva em indústrias de diversos setores. Se você acompanha o mercado, já deve saber que estes dois termos são tratados como sinônimos, embora os entendimentos em aplicações possam ser diferenciados, como você pode ver em detalhes neste artigo.

Seja para acelerar desenvolvimento de projetos, fabricar protótipos funcionais ou aplicação em peças de uso final, a impressão 3D vem provando ser uma tecnologia essencial para a nova indústria.

Uma das mais destacadas tecnologias para impressão em metal é a DMLS, cuja sigla significa Solidificação Direta a Laser em Metal. O termo reflete a uma tecnologia de fusão em leito de pó (Powder Bed Fusion – PBF) exclusiva da EOS e utiliza feixe de laser para fundir o pó metálico entre as camadas até a construção total da peça.

História do DMLS

A história do DMLS começa nos anos 90 com a descoberta da sinterização seletiva a laser (SLS), pela patente já expirada de Carl Deckard. Paralelamente, a EOS, empresa alemã e até então quase desconhecida, também desenvolvia tecnologias de manufatura aditiva, incluindo sinterização a laser para plásticos e metais.

Os avanços da tecnologia continuaram com os acordos de licenciamento associados (e batalhas legais) até que a EOS finalmente ganhou os direitos mundiais para uso do nome SLS. A empresa então passou a defender a tecnologia DMLS, produzindo as primeiras impressoras DMLS comerciais em 1995.

Como funciona o sistema DMLS?

O DMLS segue a sequência básica do processo para a maioria das tecnologias de impressão 3D: modelo, divisão de camadas e impressão camada por camada. 

Depois que um modelo 3D em extensão .stl é criado, ele é fornecido à impressora e o processo físico de impressão 3D pode começar.

Para começar, o reservatório da impressora DMLS é preenchido com o pó metálico desejado. Os aquecedores da impressora levam o pó a uma temperatura próxima a faixa de sinterização da liga. A impressora utiliza um gás inerte, que protege o pó aquecido e a peça é construída.

A construção começa com a distribuição de uma fina camada de pó metálico na plataforma de construção. Após isso o laser irá fundir o material em locais pré determinados pelo arquivo em formato .stl. Então uma nova camada de pó é espalhada na área de impressão e o processo inteiro se repete até a conclusão da peça.

No vídeo abaixo há uma exemplo do funcionamento do DMLS.

Funcionamento do DMLS

Pós processamento do processo de impressão

Depois do processo finalizado, é necessário aguardar um tempo até a peça esfriar. Este processo pode levar até 2 horas, por se tratar de um processo de aquecimento pontual do material e não atinge as áreas próximas ao ponto de ataque do laser. Em alguns outros processos, como o EBM, esta etapa pode ser bem mais longa.

O pó então, é removido da impressora. Em sequência é necessário remover a peça da base de impressão além dos suportes de impressão. Este último processo pode ser realizado através de serras de fita ou eletroerosão a fio.

As peças DMLS podem ser tratadas como peças de metal produzidas por metalurgia convencional para processamento posterior. Isso pode incluir usinagem, tratamento térmico ou acabamento de superfície.

Conheça os principais métodos de pós-processamento e suas diferenças em processos de manufatura aditiva metálica

Suportes para impressão 3D metálica

Devido às altas temperaturas envolvidas no processo de impressão de metal, são necessárias estruturas de suporte para conectar a geometria sem suporte à plataforma de construção. Além disso, os suportes atuam como dissipador de calor para energia térmica. Portanto, o suporte é um fator essencial a ser considerado ao projetar para impressão em metal. 

O suporte adiciona um custo extra a uma construção e também deve ser removido quando a impressão for concluída. Além disso, as superfícies em contato com o suporte sempre requerem um pós-processamento para obter o mesmo acabamento superficial das peças das demais regiões.

Materiais para o processo DMLS

O material utilizado na manufatura aditiva DMLS é um pó metálico muito fino. Normalmente, o tamanho das partículas de metal é de 20 a 40 micrômetros. 

A EOS possui um amplo portfólio de materiais de alta tecnologia projetados especificamente para impressão 3D de metal usando sua tecnologia DMLS. Há disponível mais de 20 ligas e mais de 70 processos validados para todos os nossos sistemas DMLS. O portfólio inclui alumínio, cromo-cobalto, metal refrativo, aços inoxidáveis, aços ferramenta e ligas de titânio. Isso permite que uma infinidade de aplicações para a impressão 3D metálica garantindo uma excelente qualidade de peça desejada. 

Design para manufatura aditiva (DfAM)

Um dos maiores equívocos para quem está iniciando na área de manufatura aditiva é acreditar que todas as aplicações projetadas para fabricação convencional podem ser convertidas em uma solução em manufatura aditiva. Se uma peça foi originalmente dimensionada e projetada para fabricação convencional, é mais provável que ela não seja uma boa oportunidade para impressão 3D por diversos motivos. 

Por isso, para você aproveitar ao máximo o que a tecnologia pode fornecer, é preciso repensar alguns conceitos e aprender a projetar para manufatura aditiva.

Separamos este artigo sobre DfAM (Design For Additive Manufacturing) para te ajudá-lo no desenvolvimento de seus projetos em manufatura aditiva.

Vantagens da impressão 3D DMLS

Impressão direta de metal

O DMLS pode produzir peças de metal diretamente. O DMLS pode ser usado com ligas metálicas ou metais puros sem afetar as propriedades do material. Mesmo misturas de pós (por exemplo, alumínio e nylon) podem ser impressas com sucesso.

Variedade de materiais

Uma ampla variedade de metais e ligas metálicas validados e certificados estão disponíveis, incluindo aços, aços inoxidáveis, alumínio, titânio, ligas de níquel, cobalto-cromo e metais preciosos

Peças fortes e funcionais: 

As propriedades de uma peça acabada são comparáveis ​​às de uma peça fundida no mesmo material. Peças metálicas fortes e funcionais são produzidas pelo processo DMLS. As peças finais têm boas propriedades mecânicas em todas as direções. No entanto, é importante ressaltar que os parâmetros ideias da peça são direcionados pelo projeto de aplicação.

Material reciclável 

O pó metálico que não é utilizado pode ser reutilizável.

Peças complexas 

Com essa tecnologia é possível inovar nas geometrias e fazer peças com estruturas complexas que os métodos tradicionais não permitem.

Redução de peso 

Através de um projeto bem elaborado para manufatura aditiva é possível reduzir peso na estrutura ao retirar material de regiões que não são muito solicitadas.

Aplicações de manufatura aditiva DMLS

A impressão metálica através do DMLS pode ser utilizada em diversos setores devido as suas facilidades e benefícios. Setores automotivo, aeroespacial, ferramental, dental, médico são alguns que já comprovaram a eficácia do processo.

São inúmeros os cases de sucesso de aplicações metálicas que podem ser encontrados em nosso blog e no site da EOS.

Tem interesse em saber em como a manufatura aditiva pode beneficiar sua empresa? Entre em contato conosco que ficaremos felizes em ajudá-lo.

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Sobre a AMS Brasil

Somos uma empresa de soluções em engenharia de manufatura com foco em fornecimento de equipamentos e serviços nas áreas de usinagem, manufatura aditiva e automação. Representamos com exclusividade no Brasil as marcas Chiron, Stama, Scherer, EOS, Lithoz e Sintratec.

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