Manufatura aditiva de metais/ Impressão 3D com metais

Manufatura aditiva de metais/ Impressão 3D com metais

Os processos de fabricação hoje podem ser divididos em: manufatura subtrativa, formativa e a mais recente, manufatura aditiva. Manufatura subtrativa e formativa são aquelas convencionais, como por exemplo torneamento e forjamento, respectivamente. A manufatura aditiva de metais, muito conhecida popularmente por impressão 3D, surgiu nos anos 90, com o objetivo de complementar e até substituir as técnicas já existentes.

Vantagens
A manufatura aditiva possui inúmeras vantagens:Integração de partes: Um estudo de caso muito conhecido dentro da área é o do bico de abastecimento da GE. Anteriormente o componente era resultado da junção de 20 peças diferentes e com a manufatura aditiva foi possível diminuir para somente uma peça.

Redução da massa de componentes: A Bugatti, em coperação com o instituto Fraunhofer IAPT, produziu a maior peça funcional de titânio produzida através do processo de impressão 3D. A peça consiste em um caliper de freio e foi possível reduzir a massa em 40%, em relação ao produto anterior de alumínio produzido através de métodos tradicionais.

Customização: Uma das áreas que pode se beneficiar muito com a manufatura aditiva é a indústria biomédica. Como todos nós somos diferentes, o ideal é que um implante seja fabricado conforme a anatomia de cada pessoa. Com a manufatura aditiva é possível produzir peças customizadas para cada paciente, sem adição de custo. Um exemplo seria o implante para o quadril, como o apresentado na imagem abaixo.

Peças de reposição: A Deutsche Bahn (empresa alemã de trens) espera até final de 2018 imprimir mais de 15000 partes de reposição para os seus trens. Se todas essas partes fossem a mesma, valeria a pena optar por processos de manufatura convencionais. Entretanto, em muitos casos eles precisam menos de 10 peças iguais por ano. Dessa forma o custo é muito menor e também o tempo necessário para produção é menor. Outra empresa que também já produz peças de reposição via manufatura aditiva é a Porsche.

Menor quantidade de resíduo gerado pelo processo: Os processos convencionais de subtração, como a usinagem, geram um grande de volume de cavacos, que dificilmente podem ser reciclados. Já na manufatura aditiva, pouco material, como as estruturas de suporte, irão ser retirados após o processamento.

Menor time-to-market: O tempo entre a criação do produto até a entrada dele no mercado é um fator crucial para as empresas. Para uma mesma peça, estimasse que poderiam ser salvos 10 meses ao trocar processos convencionais por manufatura aditiva.

Possibilidade de produção de lotes menores: Em muitos casos, a produção de um pequeno lote pode não valer a pena, já que o custo do processo convencional diminui com a quantidade de peças produzidas. Por exemplo, o custo de um molde de fundição para serem fabricadas 10 peças ou para 1000 peças é o mesmo (caso não haja a necessidade de troca do molde). Na impressão 3D o custo de produção unitário não varia tanto se você tem dezenas ou centenas de peças. Além disso, você pode adicionar peças com geometrias bem diferentes para a impressora produzir ao mesmo tempo.

Desafios
Naturalmente, existem muitos desafios nessa área, entre eles podemos citar a falta de softwares para simulação do processo e das propriedades do material e o custo de fabricação. Além disso, ainda não existem normas para fazer o controle de qualidade dessas peças e são poucos os produtos que já possuem algum tipo de certificação.

Por mais que a gente tenha a ideia que a peça sai pronta da impressora, não é bem assim que funciona, já que a peça ainda necessidade de pós-processamento, mesmo que em geral menos do que as fabricadas por processos convencionais. Dessa forma, ainda não é claro para as empresas como fazer a integração da manufatura aditiva com, por exemplo, tratamento térmico, usinagem e tratamentos de superfície.

Outro desafio no uso das impressoras 3D consiste na escassez de cursos para operação desses equipamentos, o que impossibilita a expansão ainda mais rápida na produção de produtos inovadores. Na Universidade Federal de Viçosa, local de nossa sede, conta com uma impressora 3D, trazendo assim mais tecnologia e inovação para a região de Viçosa. No laboratório de manufatura aditiva podem ser fabricadas peças como rotores de bombas hidráulicas, hélices de turbina em escala reduzida, protótipos de novos produtos como móveis, ferramentas, esquemas de montagens, produtos didáticos, dentre tantos outros produtos.

Apesar disso, os benefícios da manufatura aditiva são indiscutíveis, já que suas vantagens ultrapassam seus desafios e sua aplicabilidade é muito diversa. Percebeu como esse método pode ser útil para o seu negócio? Sente que sua indústria não está sendo tão produtiva quanto gostaria? Acredita que com esse método você conseguirá reduzir gastos ou colocar suas ideias em prática? Nós da Amaral & Cia podemos te ajudar! Entre em contato conosco para saber mais informações!