Quais suportes são usados no SLS metálico e quão difícil é removê-los?

Do ponto de vista de engenharia, o que muitos chamam de “metal SLS” refere-se na prática a processos de fusão seletiva em leito de pó metálico, como DMLS ou SLM. Diferentemente do SLS de polímeros, esses processos dependem de estruturas de suporte construídas a partir do mesmo pó metálico da peça. Esses suportes são essenciais para controle térmico e distorção, mas exigem esforço considerável para remoção e pós-processamento.

Tipos de Suporte Usados em Metal SLS

O metal powder bed fusion utiliza diversos estilos de suporte: blocos sólidos para grandes saliências, suportes em treliça ou “matrix” que equilibram rigidez com facilidade de remoção, e suportes em forma de agulha ou árvore para características finas. Todos são produzidos camada por camada a partir da mesma liga da peça, formando uma ligação metalúrgica.

A construção inicia sobre uma placa base robusta, e as primeiras camadas da peça e do suporte são fundidas diretamente a essa placa. Após a conclusão do build e remoção do pó excedente, o primeiro passo é separar o conjunto peça-suporte da placa base, geralmente por serra de fita ou Wire EDM. Só então é possível acessar e remover a rede restante de suportes.

Por Que os Suportes Metálicos São Necessários

Nos processos metálicos, os suportes não servem apenas para questões geométricas, mas também para estabilidade térmica e metalúrgica. Saliências abaixo de ~45° em relação à placa de construção, paredes finas e pontes longas tendem a deformar ou rachar sem um ancoramento rígido. Os suportes atuam como dissipadores de calor, conduzindo energia do pool de fusão e reduzindo tensões residuais que causariam distorção ou delaminação.

Para ligas de alto desempenho como Inconel 718, os componentes estão sujeitos a cargas térmicas severas, tornando o design de suportes crítico. Frequentemente, tratamos os suportes como parte do modelo de engenharia: sua rigidez, padrão de contato e densidade são ajustados durante a preparação do build e otimizados ao longo de iterações para equilibrar confiabilidade de impressão e esforço de remoção.

Quão Difícil é a Remoção dos Suportes?

A remoção de suportes em SLS/DMLS metálico é muito mais complexa do que em SLS de polímero. Como os suportes são totalmente densos e metalurgicamente ligados, não podem ser simplesmente escovados ou lavados. A dificuldade depende da dureza da liga, geometria do suporte e acessibilidade.

Primeiro, a peça é cortada da placa base. Depois, suportes volumosos são removidos com serra de fita, cinzéis, burrs de carboneto ou ferramentas abrasivas. Para superfícies e interfaces críticas, normalmente utilizamos CNC para fresar os restos de suporte até uma referência controlada. Superfícies de vedação, furos e encaixes críticos muitas vezes são finalizados por CNC Grinding para restaurar redondeza e qualidade superficial.

Mesmo após a remoção mecânica, pequenos remanescentes e zonas afetadas pelo calor podem permanecer. Estes são normalmente limpos através de tumbling e deburring, jateamento de granalha ou acabamento manual localizado. Para canais internos complexos, a remoção de suportes pode ser difícil ou impossível; portanto, o projeto deve evitar suportes internos sempre que possível.

Estratégias de Projeto para Reduzir o Esforço de Remoção de Suportes

Para manter a remoção de suportes gerenciável, projetamos a peça e sua orientação conjuntamente. Orientar a peça para minimizar saliências de baixo ângulo, adicionar características auto-suportantes (como chanfros e “telhados” de 45° ao invés de saliências planas) e dividir o design em múltiplas sub-peças pode reduzir significativamente o volume de suporte.

Também posicionamos zonas de contato dos suportes em superfícies não funcionais ou em material que será removido posteriormente via CNC prototyping. Isso garante que quaisquer marcas de suporte sejam fresadas, preservando a integridade superficial onde importa. Em muitos projetos personalizados, tratamos o metal SLS como etapa near-net-shape, seguida de CNC para alcançar geometria final e acabamento superficial.

Em resumo, o SLS metálico não utiliza suportes solúveis ou facilmente destacáveis; os suportes são elementos metálicos estruturais que requerem corte, usinagem e acabamento para remoção. Com projeto cuidadoso e fluxo de trabalho híbrido aditivo–subtrativo, seu impacto pode ser controlado, mas eles continuam representando parte significativa do esforço de manufatura.