Por quanto tempo a impressão 3D revestida de metal tolera a exposição ao sol?

A impressão 3D com revestimento de metal mudou o cenário da manufatura aditiva em termos de estética, durabilidade e versatilidade. Em contrapartida, no entanto, uma questão muito relevante permanece de fora: como essas impressões estão sobrevivendo a um longo teste de exposição ao sol? A incômoda radiação UV combinada com a quantidade de calor que a acompanha acaba sendo um grande problema tanto para o revestimento de metal quanto para o substrato à base de plástico.

Este trabalho explora a capacidade de desempenho de superação das amostras impressas em 3D revestidas de metal contra o calor dos raios UV e as condições de umidade do ambiente. Também discutiremos as práticas recomendadas para aprimorar seu desempenho e explorar soluções alternativas para aplicações externas. Ao final, os senhores estarão bem equipados com um entendimento completo sobre se Impressão 3D são adequados para seus projetos específicos ao ar livre.

A ciência da impressão 3D revestida de metal

O revestimento de metal é um processo pelo qual uma camada de metal é aplicada a uma impressão 3D revestida de metal, que pode ser feita de plástico ou resina. O processamento resulta em uma impressão forte e resistente a rugas que se apresenta esteticamente. No entanto, muito depende da interação da camada de metal com o substrato subjacente quando se trata do comportamento de estresse ambiental do objeto impresso. Mesmo que os efeitos prejudiciais trazidos pela degradação dos raios UV, distorção do calor e absorção de umidade ainda influenciem o substrato plástico por causa da camada de metal que o protege, esses fatores contribuem com o tempo para a degradação da integridade estrutural do produto de peças impressas em 3D. Interação dos materiais sob a luz solar.

Resistência a UV de impressões 3D revestidas de metal

Como os metais também são resistentes aos raios UV, a degradação da superfície na base imediata pode ser evitada. Entretanto, por baixo, o substrato de polímero pode ser danificado pelos raios UV. Sua exposição por algum tempo causa a quebra do polímero, o que acaba causando rachaduras e descoloração, além de se tornar quebradiço. Isso pode afetar a adesão do filme metálico ao revestimento.

Devido a esse fato, os fabricantes tendem a produzir plásticos estáveis aos raios UV ou a usar outros tipos de revestimentos com resistência aos raios UV que podem melhorar a vida útil da impressão 3D revestida de metal, especialmente nos casos em que a exposição aos raios UV é maior, como em condições de sol quente ou mesmo em altitudes mais elevadas. Inspeções periódicas da Peças de impressoras 3D e a reposição de revestimentos de proteção também melhorará sua vida útil.

Expansão térmica e resistência ao calor

Quando a impressão 3D revestida de metal é novamente exposta à luz solar, ela é submetida ao calor, o que pode gerar estresse térmico. Em contrapartida, os plásticos são mais propensos ao calor do que os metais. Por outro lado, a exposição prolongada ao calor amolece, deforma ou expande os plásticos. Como a expansão térmica entre o metal e o substrato é diferente, o resultado é a delaminação da camada de metal do plástico. A delaminação se torna grande se o material envolver ambientes térmicos elevados ou campos de temperatura de dissolução. A introdução de sistemas poliméricos de estrutura térmica estável e projetos compatíveis relacionados elimina algumas dessas chances prováveis. Além disso, as adições introdutórias que atuam como uma janela, juntamente com a exaustão dos níveis de calor, reduzem consideravelmente as tensões de tração envolvidas nos materiais térmicos.

Cenário ambiental com corrosão

Em condições climáticas externas, a impressão 3D revestida de metal é submetida a alguns fatores severos. A corrosão da camada de metal pode ocorrer devido à umidade, à chuva e à poluição do ar; as mudanças de temperatura aumentam o desgaste. Os revestimentos de proteção para evitar que o metal enferruje e sofra corrosão também são feitos de vernizes transparentes ou anodização. É recomendável aplicar os metais como aço inoxidável e titânio do lado de fora, pois eles possuem alguma resistência intrínseca à corrosão. Outros fatores ambientais, como ventos e poeira, tendem a desgastar a superfície das impressões com o tempo. Entretanto, para a resistência estrutural e a beleza estética do impressões 3D com revestimento de metalO senhor deve se preocupar com a limpeza, os revestimentos de proteção e outros trabalhos de manutenção de rotina.

Aplicações de impressões 3D revestidas de metal em ambientes externos

A impressão 3D revestida de metal é usada em várias aplicações externas. As aplicações incluem usos ornamentais, como estátuas e outros ornamentos, ou até mesmo componentes arquitetônicos e de engenharia. Sua superfície baseada em metal cria um acabamento de linha superior. O substrato, que é o modelo imprimível em 3D, possibilita um design flexível e até mesmo de custo relativamente baixo. Mais uma vez, esse modelo depende de um contexto; alguns produtos impressos poderiam funcionar apenas para pequenas exposições à luz do dia. De qualquer forma, uma instalação poderia muito bem ser exposta a temperaturas totalmente ultravioleta e flutuantes com a aplicação apropriada, exigindo componentes mais fortes combinados com revestimento protetor apropriado em ambientes mais extremos. Dependendo das condições ambientais e das necessidades funcionais de cada aplicação, a seleção inteligente de materiais e até mesmo as técnicas de pós-processamento subsequentes podem ser justificadas.

Métodos para aumentar a durabilidade da impressão 3D com revestimento de metal

Em exposições externas, a vida útil da impressão 3D revestida de metal pode ser ampliada por várias estratégias. Isso poderia incluir o uso de materiais de base resistentes aos raios UV e ao calor, uma aplicação uniforme do revestimento de metal e a aplicação de um número maior de camadas para proteção máxima. Outro fator incluiria considerações de design que resultem em bordas arredondadas para eliminar pontos de tensão acentuados e fornecer reforço adicional em áreas de alta carga.

Nas aplicações em que essas impressões são usadas em condições extremas, o armazenamento em local fechado durante os períodos sem operação e a manutenção frequente podem ajudá-las a evitar o desgaste em um estágio anterior. Algumas técnicas avançadas de galvanização, como a galvanoplastia com metais resistentes à corrosão, acrescentam mais uma camada de proteção para tornar o impressão 3D multimaterial resistentes a fatores de estresse ambiental.

Alguns dos problemas mais comuns com impressões 3D revestidas de metal expostas à luz solar são

Embora as impressões 3D com revestimento de metal tenham várias características benéficas, elas se degradam com o tempo após a exposição ao sol. Entre os problemas mais frequentes encontrados estão a degradação do substrato relacionada aos raios UV e a deformação e delaminação induzidas pelo calor. Além disso, durante longos períodos de exposição, o sol pode fazer com que o acabamento metálico da impressão 3D desbote ou manche, o que pode diminuir seu valor. Os sinais de aviso antecipado desse problema permitem ações corretivas adicionais, como a recolocação do revestimento ou o reforço do material do substrato. Alguns desses fatores estão sendo atenuados pelos avanços na ciência dos materiais, como resinas estáveis aos raios UV e compostos híbridos, tornando a impressão 3D em larga escala mais confiável para uso externo.

Alternativas às impressões 3D revestidas de metal para uso externo

Para aplicações externas exigentes, alternativas à impressão 3D com revestimento de metal podem ser mais adequadas. As impressões 3D totalmente metálicas, que são processadas por meio de DMLS e processos semelhantes, são as mais resistentes, com uma resistência muito maior aos fatores ambientais. Outras alternativas podem ser os plásticos resistentes a UV e os compostos reforçados com fibra, que oferecem excelente resistência e durabilidade a um custo significativamente menor em comparação com peças totalmente metálicas. A seleção do material dependerá de vários fatores, como requisitos de capacidade de carga, condições de exposição e preferência estética. Dessa forma, essas opções podem exigir um investimento maior nos estágios iniciais, mas tendem a oferecer alto desempenho em ambientes adversos.

Conclusão

A impressão 3D revestida de metal encontra perfeitamente um equilíbrio entre estética e funcionalidade. Portanto, elas são mais adequadas para uso externo. No entanto, isso depende de muitos fatores, como as propriedades do substrato, a qualidade do revestimento de metal e as condições ambientais. Os usuários podem tornar suas impressões muito mais longas em termos de durabilidade e longevidade se receberem os materiais mais adequados, oferecendo medidas de proteção e manutenção frequente.

Independentemente de o produto estar sendo usado para fins estéticos ou práticos, o conhecimento das limitações e dos pontos fortes do Tecnologia de impressão 3D permitirá que o usuário obtenha o que deseja do produto. À medida que a manufatura aditiva cresce e avança, o mesmo acontece com os materiais e processos usados nessas impressões novas e inovadoras.

Perguntas frequentes

Qual é o melhor método de proteção contra danos causados por raios UV para impressões 3D com revestimento de metal?

A degradação causada pelos raios UV pode ser restringida e a vida útil da impressão pode ser estendida por meio de revestimentos transparentes resistentes aos raios UV ou do uso de materiais de base estabilizados por UV.

As impressões 3D com revestimento de metal são resistentes às intempéries?

Embora resistam às intempéries externas normais, as intempéries intensas, como, por exemplo, altas temperaturas, chuvas fortes ou raios UV, podem exigir cobertura protetora suplementar ou suporte de material

Como posso proteger minha impressão 3D revestida de metal contra ferrugem e corrosão?

A utilização de materiais como o aço inoxidável, juntamente com selantes, reduzirá drasticamente a capacidade de ferrugem e corrosão, especialmente em locais considerados bastante úmidos e costeiros.