Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d

Recentemente fiquei impressionado com uma nova impressora 3d capaz de imprimir em cores. Não é uma novidade a impressão 3d a cores. Isso já existe desde sei lá, 2009, quando havia uma Zcorp no laboratório ao lado do que eu trabalhava no INT. Assim, se a impressão 3d colorida é tão antiga, qual a real inovação?

A inovação está no processo de colorização, que hoje está incrivelmente melhor do que era na antiga Zcorp, uma empresa que posteriormente foi incorpoarada à gigante 3dSystems.

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3dCom o tamanho de uma maquina de lavar antiga, a Zcorp imprimia modelos usando gesso fino, que era impregnado com uma cola para formar o objeto. Em cada camada, um bico de impressão (tipo o de impressora 2d jato de tinta mesmo) jogava a cor na camada, e assim a peça saía colorida, mas era uma peça granulosa, parecendo mais um castelinho de areia, e bastante frágil que precisava passar por um tratamento onde se infundia nela um fluido de cianoclilato, chamado de “bonder” comercialmente, que nada mais era que cola super-bonder mesmo, mas em formato litrão… que endurecia o pó de vez.

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d
Vendo de perto, a peça sempre parecia ser feita de areia

Depois surgiu uma outra impressora colorida, da Stratasys. Nessa, a peça era produzida não usando pó unido com cola, mas com um jato de resina com ativação ultravioleta.

No meio dessa época de impressão à cores, surgiu uma tecnologia que eu sempre achei muito, muito foda, mas estranhamente nunca tece muitos adeptos, que é a impressão 3d em… Papel. Nesse sistema, um laser cortava layers de papel e os aglutinava num bloco, que era então impresso. Se liga:

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d

Mas parece que a impressão em papel nunca “pegou”. O que deu um gás mais na impressão em jato de material – em particular, a PolyJet da Stratasys – destacou-se pela capacidade de criar uma gama mais ampla de cores e outras propriedades materiais, como translucidez e flexibilidade ou rigidez, em comparação com outras formas de impressão em 3D.

 

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d
Quando a Stratasys apresentou a impressora que fazia isso, geral deu o piripaque do Chaves

Esse era o último arroto da tecnologia até recentemente, quando uma empresa de impressoras 2d japonesa chutou o pau da barraca de vez:

A primeira impressora 3D de Mimaki é o LED UV Mimaki 3DUJ-553, que cura camadas de fotopolímeros em objetos sólidos e coloridos. (Imagem cortesia de Mimaki.)

A primeira impressora 3D da Mimaki é a LED UV Mimaki 3DUJ-553, que cura camadas de fotopolímeros em objetos sólidos e coloridos.

Estima-se que isso vai afetar a geopolítica da impressão 3d no mundo, uma vez que é a primeira vez que um novo desafiante mete às caras no ringue para enfrentar a Stratasys em seu território de fotopolimerização UV colorida.

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d

A LED UV Mimaki 3DUJ-553 provém de uma linhagem de impressoras de jato de tinta 2D. Talvez isso tenha contribuído para sua habilidade de criar objetos de impressão 3D com uma maior variedade de cores. Algo tão brutal como nunca foi visto antes.

A Mimaki foi criada em meados da década de 1970 lá no Japão, onde começou a fabricar impressoras e cortadores de jato de tinta de grande e grande formato. Assim, seguir para a evolução da impressão 3d, mantendo seu DNA de buscar cores, parece ter sido uma evolução esperada e lógica para essa companhia. 

“Foi realmente apenas uma progressão natural para passar da impressão 2D para a impressão em 3D, onde podemos levar o que sabemos sobre a precisão do posicionamento de pontos, gerenciamento de cores, gama de cores, cores corporativas e coisas assim e trazer tudo isso para o mundo 3D em cores “, explica o presidente da Mimaki.

O Mimaki visa o espaço de modelagem e modelagem visual com a tecnologia de impressão 3D em cores. (Imagem cortesia de Mimaki.)

 

À medida que a empresa se aproximava do mercado de impressão em 3D, a Mimaki decidiu se concentrar mais nas aplicações estéticas da impressão em 3D, na aparência das peças impressas. Estes seriam clientes que precisariam produzir peças com cor tão precisa e detalhada quanto possível, como uma empresa que pode fabricar protótipos ou bonecos (tipo a minha, mas o foda é o dindim, né?).

A 3DUJ-553

Quem diabos inventa esses nomes? Parece nome de estrela essa merda… Mas seja la como for, a  3DUJ-553 surgiu com a ideia da cura UV desenvolvida para impressão 2D. Uma resina endurecida por raios ultravioletas é jorrada através de cabeças de impressora de jato de tinta industriais, que é então curada em um estado sólido. Isso permite a impressão em 3D de objetos coloridos de até 508 x 508 x 305 mm e uma altura de camada de 22 mícrons. Isso significa uma qualidade FODA, aliada a uma sensação de peça finalizada industrialmente no protótipo.

O processo de impressão para o 3DUJ-553. (Imagem cortesia de Mimaki.)

O processo de impressão para o 3DUJ-553.

Desta forma, a tecnologia da Mimaki não é radicalmente diferente da PolyJet; na pratica é quase a mesma merda, sendo que sua diferença está no fato de que a Polyjet é uma empresa focada em impressão 3d e a Mimaki é focada em impressão 2d, em cores, de modo que suas grandes inovações nesse campo estão nesse setor: o gerenciamento de cores e a combinação e mescla das cores.

Ao contrário do J750 da Stratasys, que possui 360.000 cores e seis texturas diferentes, essa 3DUJ-553 pode produzir insanos 10 milhões de cores ou mais.

O 3DUJ-553 é capaz de produzir mais de 10 milhões de cores diferentes, mais do que qualquer outra impressora 3D no mercado. O próximo vice-campeão seria o Mcor Iris HD, que produz 1 milhão de cores. (Imagem cortesia de Mimaki.)

O 3DUJ-553 é capaz de produzir mais de 10 milhões de cores diferentes, mais do que qualquer outra impressora 3D no mercado.

Uma ampla gama de cores significa que qualquer transição entre duas cores pode ser mais suave, mas também que uma marca poderá produzir objetos com suas cores de pantone de assinatura em mente. Além disso, é possível fazer ainda mais peças fotorrealistas, incluindo tons de pele, com a tecnologia. E aqui eu vi vantagem pra caceta! Por que? Porque da pra simular o SSS, ou seja, a propriedade física que emula a translucidez da pele.

Um diagrama em combinação de gesso com base em gesso, como o ColorJet Printing from 3D Systems, com o método Mimaki. (Imagem cortesia de Mimaki.)

No gesso, a luz atinge a massa, que foi tingida com tinta. A resposta da luz vem, da superfície do objeto dando como resultado uma percepção opaca na peça. Aqui nesse novo paradigma, a camada de resina permite a passagem da luz até a superfície interna do objeto, como se fosse uma derme. Essa propriedade permite que as cores pareçam mais uniformes e brilhantes, além de agir fisicamente para simular a pele em miniaturas.

 

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d

 

“Estamos realmente nos concentrando em ser um dispositivo gerenciado por cores”,  diz a MImaki – “para que você possa obter a mesma cor precisa produzida na primeira máquina replicada nas próximas cinco máquinas. Assim, você pode passar do estágio de prototipagem para a produção de uma maneira muito mais previsível “.

Um gráfico do site da Mimaki ilustra a facilidade com que os suportes podem ser removidos sem nenhum produto químico agressivo. (Imagem cortesia de Mimaki.)

Um gráfico do site da Mimaki (acima) ilustra a facilidade com que os suportes podem ser removidos sem nenhum produto químico agressivo.

O 3DUJ-553 também usa uma tinta exclusiva (provavelmente à base de pva) para estruturas de suporte de impressão. A partir dos mesmos bicos que a resina primária é impressa, o material de suporte é calculado automaticamente pelo software do sistema, que sabe onde o suporte deve ser colocado e quanto se aplica.

Uma vez que a impressão está completa, o suporte, pode ser desmanchado manualmente antes de ser colocado em um banho ultra-sônico de água. Algum calor e vibração do limpador faz com que o material simplesmente desapareça. Isso difere dos sistemas concorrentes, que podem exigir um jato de água e um banho de hidróxido de sódio posterior.

Impressão 3d colorida: A nova fronteira da impressão 3d

Obviamente, nem tudo são flores. A tecnologia da Mimaki não tem as mesmas capacidades de produção de textura que a PolyJet. Ela é  capaz de imprimir peças translucidas em 3D, mas a rigidez e a flexibilidade ainda são limitadas.

Graças à experiência da Mimaki com a impressão industrial 2D, a empresa pode trazer outros dois benefícios às máquinas que estão associadas à manutenção e gerenciamento: uma unidade de verificação de tinta e unidade de verificação de bicos (chamado NCU).

A tinta é circulada por toda a cabeça para evitar a sedimentação. (Imagem cortesia de Mimaki.)

Sistema de circulação de tinta para evitar a sedimentação.

“Quando você tem pigmento dentro da tinta, os pigmentos tendem a decantar. A tinta branca é um bom exemplo disso porque o branco usa um pigmento de titânio que é muito pesado. Se for deixado em estado estático, ele se instalará na parte inferior de uma cabeça de impressão.”

“Com a máquina Mimaki, o sistema opera uma circulação da tinta através dos tanques de abastecimento, da linha de tinta e dos tanques secundários e todo o caminho através da própria cabeça de tinta. Essa circulação ajuda a manter os pigmentos na tinta suspensos, para que você possa ter uma cor muito mais homogênea e fundamentalmente: Evitar os problemas com entupimento de tinta “.

Um sensor no carro de impressão pode detectar quando um bico não está depositando, para que a impressora possa compensar o problema durante a impressão e passar por uma limpeza. (Imagem cortesia de Mimaki.)

Um sensor no carro de impressão pode detectar quando um bico não está depositando, para que a impressora possa compensar o problema durante a impressão e passar por uma limpeza.

O NCU é uma unidade anexada ao carrinho de impressão que é capaz de detectar quais bicos de impressão estão disparando e quais não são. Se um bico não estiver disparando, a máquina pode passar por um processo de limpeza ou o software pode até compensar o bico perdido. Por exemplo, se um bocal estiver fora, o bico ao lado dele pode assumir o controle e ambos disparam, onde normalmente é suposto disparar e preencher o bocal perdido. Dessa forma, a impressão terá cores consistentes sem linhas de falta de tinta ou outros problemas de impressão. (agora eu vi vantagem nessa merda! Só quem ja teve problema de impressão em papel caro sabe do que eu estou falando)

O Futuro da Mimaki na Impressão 3D

Embora a prototipagem visual seja um objetivo claro para Mimaki entrar no espaço de impressão em 3D, a empresa prevê que os clientes busquem novas e únicas aplicações para o 3DUJ-553.

“No passado, desenvolvemos produtos com um uso final muito específico em mente apenas para descobrir que, uma vez que esse produto estava no espaço do mercado há meses ou um ano, os clientes estão usando-os de maneiras muito diferentes das que nós imaginamos. Assim, estamos realmente entusiasmados por ver o que o mercado faz com a tecnologia quando os clientes começam a usá-lo”.

Dado o diversificado portfólio de impressoras 2D da Mimaki, pode haver uma série de possibilidades para produtos futuros, e quem sabe até linhas para pessoas comuns e não corporações bilionárias.

A Mimaki, obviamente, não é a primeira fabricante de impressoras 2D a entrar no espaço, como vimos em  manchetes da HP . Nem é o última, já que a Epson anunciou recentemente que “estará desenvolvendo uma impressora 3D industrial, também full color”.

Tudo isso nos leva a pensar que estamos diante de mais uma mini-revolução dentro da tecnologia de impressão 3d que é uma revolução por si. À medida em que impressoras 3d em cores com qualidade alta começarem a pipocar, os valores tenderão a se aproximar de patamares mais viáveis, mas ainda não sei se é o caso dos caras que pintam miniaturas começarem a botar as barbas de molho. Tem muita água pra passar debaixo da ponte ainda. MAs é certeza que nessa área o futuro é bem empolgante!

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