Entrevista com especialista:Armin Wiedenegger, voestalpine High Performance Metals GmbH

A impressão 3D em metal continua a fazer incursões na manufatura. Hoje, a tecnologia está se tornando cada vez mais uma solução de produção eficaz para aplicações de alto valor e baixo volume em uma variedade de setores. No entanto, a evolução contínua da impressão 3D de metal depende muito do desenvolvimento de novos materiais.

Uma empresa que está avançando no desenvolvimento de materiais para impressão 3D em metal é a voestalpine, uma das maiores empresas de tecnologia de aço da Europa.

Após vários anos construindo sua expertise em materiais AM em sua divisão de Metais de Alto Desempenho, em 2016, a voestalpine abriu seu Centro de Fabricação de Aditivos em Düsseldorf. Desde então, a empresa continuou a intensificar seus esforços com a abertura de unidades em Taiwan, América do Norte e Cingapura.

Na Entrevista com Especialistas desta semana, a AMFG está conversando com Armin Wiedenegger, Estratégia e Desenvolvimento de Negócios para Fabricação de Aditivos da voestalpine High Performance Metals GmbH, para saber mais sobre seus pós metálicos AM, aplicações de ponta e histórias de sucesso.

Você poderia me falar sobre voestalpine?

Voestalpine é um grupo global de tecnologia e bens de capital que oferece uma combinação única de experiência em materiais e processamento.

É um parceiro líder das indústrias automotiva e de bens de consumo na Europa, bem como da indústria aeroespacial e de petróleo e gás em todo o mundo, oferecendo produtos e soluções de sistemas usando aço e outros metais.

Nossos As atividades de manufatura aditiva fazem parte da Divisão de Metais de Alto Desempenho do Grupo voestalpine, que é líder global no mercado de aço para ferramentas e fornecedora líder de aço rápido, aço para válvulas e outros produtos feitos de aços especiais, bem como materiais em pó, Ligas à base de níquel, titânio e componentes produzidos com tecnologias de manufatura aditiva.

Quais são os desafios envolvidos no desenvolvimento de materiais para impressão 3D em metal e quanto tempo leva o processo em média?
O desenvolvimento de materiais em pó para a manufatura aditiva de metal é um processo muito demorado.

Por exemplo, o desenvolvimento de uma liga totalmente nova pode facilmente levar de 1 a 3 anos. Embora a otimização das ligas existentes para melhor capacidade de impressão 3D pudesse ser feita mais rapidamente, isso ainda requer até um ano de pesquisa, teste e validação. Obviamente, os pós metálicos de alta qualidade são muito importantes para a impressão bem sucedida do metal 3D. Para fazer peças de metal consistentes, você precisa de pós com partículas de metal esféricas e compactas de tamanho semelhante.

Para isso, os pós de metal são fabricados cuidadosamente usando um processo de atomização de gás.

Na voestalpine, leva algumas semanas para fazer pó de metal a partir de uma liga existente usando este processo de atomização.

A Divisão de Metais de Alto Desempenho tem várias impressões 3D centros em todo o mundo. Quais tecnologias de impressão 3D de metal você está usando atualmente?

Existem duas tecnologias de manufatura aditiva de metal em uso em nossos centros de manufatura aditiva:Powder Bed Fusion e Direct Metal Deposition (DMD). Com a fusão da cama do pó, podemos produzir designs mais delicados. No entanto, o processo tende a ser mais lento e caro quando comparado ao DMD. No que diz respeito à tecnologia DMD, usamos materiais metálicos em pó e em fio. No entanto, embora a tecnologia seja mais barata do que o Powder Bed Fusion, é menos flexível em termos de recursos de design.

Você está almejando setores ou verticais específicos?

Nossos principais alvos são a fabricação de ferramentas e os mercados de petróleo e gás que, acreditamos, podem se beneficiar muito com a impressão 3D em metal.

Você pode compartilhar algumas das histórias de sucesso da voestalpine?

Sim, claro.

Uma das aplicações de sucesso da fabricação de aditivos metálicos na voestalpine são as dobradiças leves do capô do motor que desenvolvemos para uso em veículos.

Este componente, conhecido como o LightHinge +, foi desenvolvido em parceria com a empresa de engenharia automotiva Edag e a empresa de software de simulação Simufact.




Na fabricação tradicional, a produção de dobradiças do capô do motor é muito cara, principalmente por causa dos altos custos de montagem e ferramentas envolvidos.

Além disso, esse componente feito de forma convencional pesa cerca de 1,5 kg. Uma vez que um veículo requer cerca de 40 deles, isso aumenta consideravelmente o peso do veículo.

Portanto, aproveitamos o poder da otimização da topologia e das ferramentas de simulação para otimizar o peso do componente. A geometria necessária só foi possível de produzir usando Powder Bed Fusion.

Ao projetar peças para o processo PBF, elas normalmente requerem muitas estruturas de suporte para permitir uma impressão bem-sucedida. No entanto, as estruturas de suporte geram muito desperdício de material e resultam em um pós-processamento trabalhoso.

Portanto, as estruturas de suporte eram outra área que queríamos otimizar. Os resultados foram excelentes:

O uso do software de simulação Simufact nos ajudou a reduzir o volume das estruturas de suporte de mais da metade do peso total da peça para menos de 18%. Além disso, as técnicas de otimização nos permitiram minimizar o tempo e esforço necessários para remover os suportes durante a fase de pós-processamento.

Eventualmente, fomos capazes de alcançar uma redução de peso de 50% em comparação com um componente feito com fabricação de chapas de metal.



Como você vê o estado atual da indústria de manufatura aditiva e como você vê sua evolução?

Cada vez mais, vemos a manufatura aditiva passando da produção de peça única para a produção em série. Isso aponta para o crescente reconhecimento da tecnologia como solução de manufatura.

Que desafios ainda precisam ser superados para acelerar a adoção da impressão 3D em metal?

AM enfrenta vários desafios em seu caminho para uma tecnologia viável de produção.

Em primeiro lugar, as velocidades de produção precisam de melhorar. Em segundo lugar, o custo do equipamento precisa ser reduzido para liberar a tecnologia para mercados mais amplos.

Finalmente, a cadeia de valor da AM precisa ser mais consolidada para alcançar uma adoção mais ampla da impressão 3D em metal. Isso inclui a integração de diferentes soluções de software, do projeto à fabricação e gestão, bem como a otimização da etapa de pós-processamento.

Para saber mais sobre a divisão de metais de alto desempenho da voestalpine, visite:https://www.voestalpine.com/highperformancemetals/en/