O crescimento do mercado global de impressão 3D (também chamada manufatura aditiva) – estimado em US$ 23,41 bilhões para 2025 e US$ 101,74 bilhões em 2032, pela Fortune Business Insights – vem acelerando o desenvolvimento de novos equipamentos e, principalmente, polímeros para impressão.  

Velocidade, precisão, redução de custos do equipamento e aumento constante da qualidade, resistência e segurança são alguns dos atributos que vêm chamando a atenção de diferentes setores da economia, em especial o automotivo, médico e aeroespacial. 

Como funciona a impressão 3D? 

Antes de entrarmos nos diferentes tipos e aplicações, cabe relembrar como funciona o processo de impressão 3D a partir de filamentos plásticos. 

Tudo começa com a modelagem digital da peça em softwares específicos. Em seguida, ainda no computador, esse modelo é fatiado em camadas finas, quando se define a espessura de cada camada, padrão de preenchimento interno da peça e outras características. 

O material de impressão é carregado na impressora – no caso dos filamentos, normalmente em formato de carretel. Ele então passa por um extrusor a frio, quando é puxado e empurrado com força e precisão. 

Em seguida, é isolado termicamente para que derreta no ponto certo; ou seja, a parte superior é mantida fria para continuar sendo tracionada e a parte inferior entra no bloco aquecedor que amolece o polímero. 

Por fim, o material fundido é forçado a sair pelo bico ejetor, que se move de acordo com as especificações da modelagem digital, e depositado na base de impressão. Uma ventoinha resfria o material depositado para que ele se solidifique e mantenha a forma precisa antes que a próxima seja depositada. 

O processo continua, de baixo para cima, até que a peça tridimensional esteja completa. Ela é removida da base de impressão e, caso o modelo inclua estruturas de suporte, são removidas.  

Algumas peças podem precisar passar por limpeza, cura com luz ultravioleta, pintura ou outros tratamentos. 

Quais são os principais filamentos 3D e suas aplicações? 

Assim como nos processos de transformação tradicionais (injeção, extrusão, termoformagem), a escolha do polímero vai depender da aplicação da peça impressa em 3D. 

Os mais comuns são: 

PLA (Ácido Polilático): é derivado de recursos naturais, como milho e cana-de-açúcar. Tem uma boa aderência à base de impressão e reduz a necessidade de adesivos adicionais. 

Requer uma temperatura de impressão relativamente baixa, geralmente entre 180°C e 220°C, e não emite odores fortes durante a impressão. 

É utilizado principalmente na criação de protótipos, modelos educacionais e peças decorativas.  

ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno): preferido para a fabricação de peças que demandam uso intenso, graças às suas propriedades de resistência mecânica e térmica, e a durabilidade. 

A fusão do ABS requer uma temperatura elevada, entre 220°C e 250°C, e pode emitir odores mais fortes durante o processo. 

Entre suas aplicações, estão peças para máquinas, brinquedos e componentes automotivos.  

PETG (Polietileno Tereftalato Glicol): combina resistência química e flexibilidade, por isso é considerado uma escolha versátil para diversos projetos.  

A temperatura de impressão flutua entre 230°C e 250°C, e não emite odores durante a impressão. 

Com ele, podem ser fabricadas peças com boa resistência ao impacto e à umidade, como recipientes, peças mecânicas e itens de uso diário. 

TPU (Poliuretano Termoplástico): resistente à abrasão e com boas propriedades elásticas. É mais viscoso que outros filamentos, o que exige uma extrusora de alta pressão para garantir o fluxo adequado do material. 

É ideal para peças que exigem flexibilidade e resistência, como solas de sapatos, correias e protetores. 

Outros tipos: menos comuns que os anteriores, há diversos filamentos 3D que vêm sendo desenvolvidos e aplicados de diferentes formas.  

  • HIPS (Poliestireno de Alto Impacto): copolímero solúvel, que combina poliestireno e polibutadieno, o que lhe garante propriedades de rigidez, durabilidade, flexibilidade e absorção de impacto. 
  • Poliamida (náilon): usado na fabricação de peças resistentes e extremamente duráveis, como engrenagens e buchas. Exige alta temperatura de extrusão (255ºC a 275ºC). 
  • Tritan: um plástico de engenharia com  alta resistência mecânica e térmica e, por isso, bastante buscado para impressão de peças técnicas. Sua alta temperatura de fusão, em torno de 300ºC, demanda impressoras específicas. 
  • PVA (Álcool Polivilínico): filamento solúvel em água e biodegradável, bastante utilizado como material de suporte para impressão de outras peças mais complexas.  
  • Condutivos: plástico condutor de eletricidade e de boa resistência. Utilizado pela indústria eletrônica na fabricação de teclados, baterias, placas, produtos antiestáticos dentre outros. 

Novidade sustentável na impressão 3D 

Como você viu, o PLA é o mais sustentável entre os principais filamentos 3D do mercado.  

Agora, a ERT Bioplásticos, empresa brasileira especializada no desenvolvimento e produção de bioplásticos, desenvolveu um tipo de bioplástico para filamentos 3D, batizado de Série 50, que não só mantém as propriedades sustentáveis, como também supera outros atributos do PLA tradicional. 

Por exemplo, proporciona 20 vezes mais alongamento e é 5 vezes mais resistente. Além disso, demanda temperatura mais baixa para deformação, apenas 120ºC (contra 180ºC do PLA), o que garante boa processabilidade e estabilidade dimensional das peças. 

Segundo Gabriela Gugelmin, diretora de Estratégia e Sustentabilidade da ERT, a Série 50 foi desenvolvida a partir de uma matriz de PLA modificada, de modo a conferir ao material uma estrutura molecular mais flexível e, ao mesmo tempo, mais resistente ao impacto. 

“Enquanto o PLA convencional tende a ser rígido e quebradiço, o nosso distribui melhor as tensões mecânicas durante o uso ou a impressão. Além disso, aplicamos um processo de modificação que garante melhor dispersão dos aditivos e estabilidade térmica, com opções para a redução do ponto de fusão, mas com opções também de alta resistência térmica”, explica.  

O desenvolvimento nasceu do acompanhamento do crescimento do mercado de impressão 3D na América do Sul pela ERT, especialmente no segmento de filamentos técnicos para uso profissional e educacional. 

A proposta, diz Gabriela, é oferecer um material sustentável, mas com performance industrial, algo que faltava entre os bioplásticos.  

O produto já está sendo testado por fabricantes de impressoras 3D, universidades e empresas de prototipagem, e se destacando pela consistência de processo e sustentabilidade, já que utiliza várias matérias-primas de fonte renovável. 

“Desde o lançamento, o retorno dos clientes tem sido extremamente positivo. Muitos relatam melhor desempenho em impressoras abertas, menos entupimento, melhor aderência à mesa e maior resistência das peças finais”, constata a diretora.