A produção de peças por AM funciona a partir da análise dos ficheiros 3D CAD e, posteriormente, a peça é construída através da fusão a laser de sucessivas camadas de pó metálico. Isto possibilita inúmeras aplicações criativas na indústria e oferece várias vantagens, nomeadamente a fabricação de uma peça numa única etapa, sem necessidade de montagem. Ou seja, a peça é toda produzida de uma só vez, eliminando o processo de montagem de diferentes componentes para compor o produto final. Por outro lado, este processo permite produzir estruturas leves e ocas, eliminando o enchimento interno da peça e garantindo, simultaneamente, a resistência mecânica e a durabilidade das peças. Além disso, não existe limite para o número de peças que podem ser produzidas e não é necessário utilizar nenhum molde na produção. Outro benefício da AM é a possibilidade de modificar o design da peça, melhorando a sua funcionalidade e mantendo as suas propriedades mecânicas.
Ao contrário da ‘subtractive manufacturing’, em que se remove material de blocos sólidos através de CNC (Comando Numérico Computadorizado), com AM é possível criar produtos personalizados com menos volume e peso, mais resistentes e, ainda, reduzir custos de produção. Esta tecnologia reduz significativamente o desperdício, já que todo o material metálico restante do processo de produção é reutilizado.
O processo de Additive Manufacturing (AM) permite criar produtos personalizados, mais resistentes e com menos volume e peso que os processos tradicionais de ‘subtractive manufacturing’.
O processo de AM apresenta soluções de desenvolvimento ajustadas às indústrias de moldes, aeronáutica, aeroespacial, automóvel, entre outras. No caso da indústria de moldes, o processo de AM é uma mais valia porque consegue fabricar postiços com canais de arrefecimento muito próximos à zona moldante (conformal cooling). Aumentar o arrefecimento durante a produção aumenta a sua velocidade, logo há mais produção em menos tempo. Antes da impressão 3D dos postiços, é feita uma simulação reológica, mais conhecida como CAE (Computer-Aided Engineering). Este sistema permite identificar e resolver eventuais problemas através da análise e compreensão dos fluídos na peça.
Outra tecnologia que também pode ser aplicada na indústria de moldes são as soluções híbridas (incluindo em aço inox). O método de construção híbrido combina os processos de CNC e AM, ou seja, é possível construir os canais de arrefecimento (parte AM) a partir de uma base feita em CNC. Este tipo de construção híbrida demonstra ser a solução mais rápida e económica em muitos casos.
No caso da fabricação de peças para a indústria da aeronáutica/aeroespacial e automóvel, o principal desafio é transformar uma peça maciça numa peça mais leve, ergonómica e resistente. Isto é possível não só tendo em conta a escolha de materiais leves (compósitos de fibra de carbono, titânio ou alumínio), como também através da otimização topológica. Este método consiste em colocar o desenho da peça no software, indicar quais os pontos de constrangimento, ou seja, os pontos que não podem ser alterados, e é calculado a melhor distribuição de material, redesenhando a geometria e reduzindo o material. Isto possibilita uma redução de peso e volume, logo aumenta a performance e resistência mecânica. A tomografia é outro método essencial, aplicado mais na indústria aeronáutica, que serve para garantir que a peça não tem fissuras internas ou outras falhas.
Na indústria automóvel, a engenharia inversa é um sistema eficaz na produção de componentes mecânicos, principalmente na criação ou reparação de peças descontinuadas. Trata-se de um processo em que o objeto físico é convertido em formato digital, permitindo uma otimização funcional técnica ou uma atualização de projeto.
Existem inúmeras indústrias em que o processo AM pode ser aplicado, por exemplo peças para bicicletas e comboios, peças decorativas, mobiliário, iluminação, maquetes de arquitetura, joias, etc. É importante referir que através de AM consegue-se fabricar tanto o produto final como o protótipo que servirá para a produção em série. A partir da prototipagem rápida pode-se criar protótipos funcionais, que são usados em testes para validar o design, ou protótipos de aspeto, que servem para visualizar e validar formas, ergonomia e a aparência da peça.
Entende-se que a flexibilidade, velocidade, economia de tempo, economia de recursos e materiais são características fundamentais do processo Additive Manufacturing. Aplicar esta tecnologia no desenvolvimento de soluções, traz uma infinidade de possibilidades de inovação e disrupção na cadeia de fornecimento dos mais variados setores de atividade.
Presentemente o processo de Additive Manufacturing cresce a uma taxa de 14,4 %, de USD8.35 bilhões em 2019 a USD 23.75 bilhões em 2027, potenciando a melhoria e inovação contínuas na indústria.
Empresas como a BMW, Bugatti, Airbus, Nasa, Cartier, entre outras atualmente fabricam grande parte dos seus produtos por Additive Manufacturing. E você?
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