Introdução à Impressão 3D SLS: Tecnologia, Preparação e Pós-Processamento

A tecnologia SLS (Selective Laser Sintering) é uma das principais soluções em impressão 3D industrial e tem ganhado força no mercado de impressoras benchtop (máquinas de bancada, sem a necessidade de instalações elétricas ou civis especializadas) com marcas como Sinterit e Formlabs . Para quem não conhece, o SLS é conhecido por sua capacidade de criar peças funcionais, duráveis e altamente detalhadas sem a necessidade de suportes, o que o torna ideal para prototipagem e fabricação de peças finais em lotes.

 

Neste artigo, vou apresentar um breve histórico da tecnologia SLS em formato benchtop, explicar como as peças são preparadas, como o processo funciona e explorar suas vantagens e possibilidades de pós-processamento. Aqui na 3DCRIAR - Manufatura Aditiva Profissional, fomos os pioneiros neste tipo de tecnologia de bancada, quando trouxemos a primeira SLS deste tipo, em 2017, lançada na extinta feira Inside 3D Printing.

Um Breve Histórico do SLS Benchtop

Tradicionalmente, o SLS era restrito a equipamentos de grande porte, caros e disponíveis apenas para grandes indústrias. Isso começou a mudar com a entrada de empresas como Sinterit, que lançou impressoras SLS acessíveis e compactas, como a Sinterit Lisa, com anúncio em 2016 e lançamento em 2017 - mesmo ano que trouxemos a primeira para o Brasil. Poucos anos depois, a Formlabs, já consolidada com sua linha de impressoras SLA, introduziu a Fuse 1, trazendo mais acessibilidade e popularidade à tecnologia SLS no formato benchtop.

Essas máquinas compactas democratizaram o acesso ao SLS, permitindo que pequenas empresas e laboratórios utilizassem a tecnologia para criar peças complexas e funcionais, antes limitadas a tecnologias como FFF e SLA.

Como as Peças São Preparadas

A preparação de peças para impressão SLS começa com o design em CAD, como qualquer outra tecnologia de impressão 3D. No entanto, uma das principais vantagens do SLS é que ele não requer suportes para impressão. Isso ocorre porque o pó não sinterizado atua como suporte natural para as peças durante o processo de construção. Isso traz uma grande vantagem para empilhar peças e utilizar ao máximo o volume de construção todo.

1. Fatiamento e Posicionamento: O arquivo CAD é fatiado usando um software especializado, que também permite o posicionamento otimizado das peças no volume de impressão. Como o SLS utiliza toda a área de construção, peças podem ser empilhadas ou organizadas para maximizar a eficiência de cada lote.
2. Carregamento do Material: Após o arquivo ser preparado, o material em pó, geralmente nylon (PA12 ou PA11), é carregado na máquina. Esse material será reciclado parcialmente após cada impressão, dependendo do fabricante e do tipo de pó utilizado - isso traz uma grande economia de custos de matéria prima.

Como Funciona a Tecnologia SLS

O processo SLS utiliza um feixe de laser para sinterizar seletivamente partículas de pó camada por camada, solidificando o material de acordo com o desenho da peça. O restante do pó permanece solto, atuando como suporte para a peça durante a impressão.

1. Aquecimento: O pó é pré-aquecido para aproximá-lo da temperatura de fusão, o que reduz a energia necessária para o laser sinterizar o material.
2. Sinterização a Laser: O laser traça o contorno da peça na camada de pó, solidificando as partículas.
3. Repetição em Camadas: Uma nova camada de pó é aplicada sobre a anterior, e o processo se repete até que a peça esteja concluída.
4. Resfriamento Controlado: Após a impressão, a peça e o pó precisam resfriar gradualmente para evitar deformações.

Vantagens do SLS

• Sem Necessidade de Suportes: O pó residual atua como suporte natural, permitindo maior liberdade de design e economizando tempo no pós-processamento.
• Alta Durabilidade e Funcionalidade: As peças impressas em SLS têm excelente resistência mecânica e térmica, sendo ideais para uso final.
• Geometrias Complexas: A capacidade de imprimir peças detalhadas, com estruturas internas e geometrias complexas, é uma das maiores vantagens da tecnologia.
• Eficiência de Lote: Como peças podem ser empilhadas e organizadas em um único ciclo, a tecnologia é altamente eficiente para pequenas produções.

Pós-Processamento no SLS

Após a impressão, as peças exigem alguns passos de pós-processamento para alcançar o acabamento desejado:

1. Remoção do Pó: As peças são retiradas da máquina e limpas do excesso de pó, geralmente com o auxílio de ar comprimido ou escovas. O pó recuperado pode ser misturado com material novo para futuras impressões.
2. Acabamento Superficial: Em poucas peças, acabamento manual de remoção de pó é aceitável. Em lotes de produção, o uso de jateadoras automáticas é altamente recomendável.
3. Tratamentos Específicos: Pinturas, polimentos, recobrimentos metálicos e cerâmicos podem ser feitos sobre as peças impressas.

Conclusão

A impressão 3D SLS oferece uma combinação única de precisão, durabilidade e eficiência, tornando-se uma escolha poderosa para quem busca criar peças funcionais com geometrias complexas. Com o surgimento de máquinas benchtop como as da Sinterit e Formlabs, essa tecnologia está mais acessível do que nunca, permitindo que empresas menores e equipes de desenvolvimento inovem sem as barreiras de custo e complexidade do passado.

Se você está buscando uma tecnologia que combine flexibilidade de design, eficiência de produção e alta qualidade em resultados finais, o SLS pode ser a solução que você procura.