5 dicas para ajudar sua empresa a ter sucesso com a fabricação de aditivos

Você adotou a manufatura aditiva para a produção ou pretende fazê-lo em breve? Compartilhamos 5 dicas para ajudá-lo a ter sucesso.

A manufatura aditiva se tornou um método de manufatura fundamental para a produção. De acordo com uma pesquisa recente da Jabil, mais de 55% das empresas estão usando tecnologias de impressão 3D para produzir pelo menos 25% de suas peças funcionais ou de uso final.

Mas como você pode aproveitar ao máximo a tecnologia e garantir que sua produção de aditivos possa escalar?

Antes de mergulharmos no que as empresas que adotam o AM devem considerar em sua jornada de produção aditiva, vamos primeiro explorar o que torna o AM atraente para produção.

Por que adotar a impressão 3D industrial?

O crescimento das tecnologias de impressão 3D em todos os setores mostra que as empresas, pequenas e grandes, podem se beneficiar da impressão 3D de várias maneiras.

Fabricação sob demanda

Para empresas que buscam adotar uma manufatura mais ágil, a manufatura aditiva oferece uma solução econômica para produção sob demanda. A tecnologia pode ser utilizada para fabricar ferramental e peças de reposição no momento da necessidade, reduzindo a necessidade de manter estoque excedente de estoque.

Leia também: Por que as empresas devem abraçar a manufatura aditiva distribuída?

Inovação no design

Além disso, para empresas que exploram novas abordagens de design, a impressão 3D expande as possibilidades de design. Geometrias complexas, como estruturas reticuladas, podem ser impressas em 3D para criar componentes impossíveis de produzir com outras tecnologias.

Personalização em massa

Além disso, a impressão 3D torna possível a personalização em massa. Com a manufatura tradicional, onde a produção em massa e alto volume é padrão, os custos para produzir produtos personalizados em pequenos lotes são proibitivos. A impressão 3D permite que os fabricantes contornem os altos custos com ferramentas, produzindo peças personalizadas de maneira mais rápida e econômica.

Leia também: Impressão 3D e personalização em massa:onde estamos hoje?

Muitas empresas continuam hesitantes

Apesar dos benefícios, muitas empresas continuam hesitantes em adotar a manufatura aditiva. Este é particularmente o caso das pequenas e médias empresas, onde os recursos podem ser limitados e as perspectivas de investimento assustadoras.

Felizmente, começar a jornada em direção à manufatura aditiva não precisa significar um grande investimento em tecnologia ou uma reinvenção de seus modelos de negócios atuais imediatamente. Uma jornada de AM bem-sucedida começa com a investigação dos recursos de AM e gradualmente se move em direção à incorporação da tecnologia aos processos existentes.

Abaixo, compartilhamos 5 dicas práticas para ajudá-lo a ter sucesso na jornada e garantir que suas operações de AM possam ser escalonadas.

5 maneiras de ter sucesso com a fabricação de aditivos

Nº 1 Desenvolva experiência em AM em várias frentes

Dados todos os desafios que as empresas enfrentam ao implementar o AM, é útil pensar sobre a adoção do AM em várias frentes.

De acordo com Steven Taylor da 3DGBIRE, provedor de serviços e treinamento de AM, as empresas exigem um conjunto de habilidades para o uso bem-sucedido da impressão 3D industrial, incluindo:

O conhecimento das tecnologias AM
Habilidades de design auxiliado por computador (CAD)
Design for Additive Manufacturing (DfAM)
Ciência dos Materiais
Pós-processamento
Engenharia reversa
Habilidades pessoais

Concentrar-se em apenas uma área, por exemplo, máquinas, provavelmente não é suficiente para levá-lo onde você precisa estar com o AM.

Da mesma forma, John Barnes da The Global Barnes Advisors, consultoria de engenharia AM, destaca a importância de olhar para a adoção de AM através de várias lentes:“Na TBGA, usamos uma abordagem de 4 lentes para elaborar um plano para implementar AM, que inclui máquinas, materiais , Digital e Pessoas. Nesta abordagem abrangente, podemos garantir que nada seja deixado de fora, como o fluxo de trabalho digital e a necessidade de aprimorar e treinar pessoas. ”

No entanto, antes de entrar no treinamento e no fluxo de trabalho digital, as empresas devem estar confiantes sobre o que exatamente querem produzir com AM, o que nos leva ao próximo ponto:entender onde a mudança para a manufatura aditiva faz sentido.

# 2 Identifique os aplicativos que podem se beneficiar do AM

Você tem peças antigas que poderiam se beneficiar de um redesenho? Ou você está atualmente estocando peças de baixa demanda que poderiam ser produzidas sob demanda? Estas são apenas duas razões para considerar AM no lugar dos métodos de produção tradicionais.

A BRC Automotive fez exatamente isso. Trabalhando ao lado do especialista em AM, 3T RPD, a empresa de design automotivo usou a manufatura aditiva para produzir um coletor de admissão personalizado para seu motor VW VR6 de 12v.

Essas e outras peças complexas de baixo volume normalmente seriam moldadas por injeção ou fundidas, resultando em altos custos. Além disso, os projetistas foram capazes de incluir recursos de projeto não possíveis em outros métodos de fabricação.

Como este estudo de caso demonstra, examinar seu portfólio de produtos é uma etapa fundamental para determinar as aplicações potenciais de sua empresa para a tecnologia.

Outras maneiras de alavancar o AM incluem a fabricação de peças que normalmente são produzidas em baixos volumes ou componentes que exigem um alto nível de personalização que não é economicamente viável com a fabricação tradicional.

Obviamente, nem todas as peças se beneficiarão da manufatura aditiva - é por isso que identificar aplicações potenciais é fundamental. Se seu projeto for proibitivamente caro ou, de outra forma, muito complexo para fabricar, AM pode ser a escolha certa. Em contraste, onde grandes volumes são necessários, provavelmente é melhor considerar a moldagem por injeção.

Mas como você pode combinar melhor o processo de identificação de produtos que serão bons para AM com o processo de desenvolvimento de outras habilidades essenciais de AM?

É aqui que entra em cena um centro de excelência.

Leia também:Aplicações Industriais de Impressão 3D:O Guia Definitivo

# 3 Crie seu próprio centro de excelência

Configurar um centro de excelência (CoE) é uma ótima maneira de gerenciar a adoção e integração da manufatura aditiva por sua empresa.

Um CoE pode ser definido como uma equipe ou instalação criada para apoiar os objetivos de negócios e conduzir a experiência da sua empresa em uma determinada área - neste caso, aditiva. Seu CoE será a chave para encontrar os melhores casos de uso e práticas - e disseminá-los por toda a organização.

Colocar essa equipe no lugar exigirá a entrada dos principais interessados, incluindo equipe de produção e engenheiros. Claro, isso tem seus desafios, até porque AM difere consideravelmente das técnicas de fabricação convencionais. Significa repensar as abordagens convencionais de design, produção e gerenciamento da cadeia de suprimentos.

Isso significa que seu CoE também deve se concentrar em promover uma nova mentalidade organizacional que ajudará a abraçar os novos modelos de manufatura e negócios oferecidos pela AM.

A Swagelok é uma empresa que identificou a importância de uma mudança cultural além das mudanças de processo na integração bem-sucedida de AM. A empresa norte-americana fabrica componentes de sistemas de gás e fluido de alto volume, com amplos recursos em métodos de fabricação subtrativos.

No entanto, a empresa identificou áreas nas quais a manufatura aditiva pode ser usada para superar as limitações desses métodos tradicionais, por exemplo, na produção de sua válvula de esfera rastreada a vapor. Em uma conferência realizada pela SME, a apresentação de Swagelok enfocou a importância de mudar a cultura da empresa e seu compromisso com a criação de uma "estratégia de manufatura aditiva multifacetada".

O desenvolvimento da sua força de trabalho será outra vertente do seu centro de excelência. Com a grande maioria dos fabricantes citando a falta de conhecimento como a principal barreira para a adoção de AM, o desenvolvimento interno de um pool de talentos está se tornando cada vez mais significativo.

“ Temos a tendência de esquecer que as pessoas são o recurso principal no AM, não o equipamento. Freqüentemente, o treinamento é um componente do sucesso na manhã. . ”

John Barnes

E desenvolver um centro de excelência também não se limita às grandes corporações. As PMEs também podem tirar vantagem dessa abordagem, especialmente ao implementar uma estratégia de AM. Fazer uso de programas educacionais, por exemplo, pode ser um ótimo ponto de partida.

Por exemplo, Purdue University e The Barnes Global Advisors (TBGA) desenvolveram dois programas de certificação AM projetados para fornecer aos participantes conhecimentos fundamentais de habilidades AM.

Apesar dos desafios, estabelecer um CoE aumentará muito as chances de melhorar com sucesso seu conhecimento e experiência em AM, enquanto desenvolve as melhores práticas para o uso da tecnologia.

# 4 Parceria com universidades e instituições de pesquisa

Estabelecer relações colaborativas com universidades e instituições de pesquisa é outra maneira de promover a adoção de AM em sua organização.

Existem benefícios mútuos para tal parceria. Por um lado, as empresas podem obter maior acesso a pesquisas de ponta e talentos científicos. Por outro lado, as universidades têm acesso a apoios financeiros e parceiros de pesquisa.

Um exemplo é a Proto Precision Manufacturing Solutions, empresa norte-americana especializada na fabricação de metais. Vendo os avanços na tecnologia de impressão 3D de metal, a empresa decidiu explorar seu potencial.

No entanto, para uma empresa relativamente pequena como a Proto Precision, comprar uma impressão 3D de metal não era uma opção viável.

Por esse motivo, em 2018 a empresa firmou parceria com o Centro de Excelência em Design e Fabricação (CDME) da Ohio State University. O objetivo por trás da parceria é ajudar a Proto Precision a desenvolver seus recursos de impressão 3D de metal.

O CDME hospeda uma variedade de tecnologias de impressão 3D de metal em um laboratório universitário, desde jateamento de aglutinante até fusão em leito de pó. Com este acesso a impressoras 3D de ponta e a experiência da CDME em AM, a Proto Precision foi capaz de integrar rapidamente a tecnologia de impressão 3D de metal em suas operações para atender às necessidades de sua crescente base de clientes.

Este é apenas um exemplo de como o poder combinado da indústria e da academia pode acelerar a inovação.

Além disso, as empresas que procuram incorporar AM na produção, mas sem os conjuntos de habilidades necessários, podem recorrer a universidades para o desenvolvimento da força de trabalho.

À luz da lacuna existente nas habilidades de AM, construir relacionamentos mais fortes com universidades - especialmente aquelas que administram programas educacionais ou cursos de treinamento em AM - é um modelo benéfico que pode render grandes resultados.

# 5 Foco na repetibilidade e minimização da complexidade do processo

Finalmente, conforme você começa a desenvolver os recursos de produção AM internamente, outra coisa crucial a se considerar é como você consegue a repetibilidade.

A qualidade repetível não é facilmente alcançada no AM.

A maioria das tecnologias AM requer uma configuração de construção abrangente para garantir que a peça conclua o processo de impressão e possa passar pelo pós-processamento. Como a maioria dos usuários de AM sabe, às vezes é mais fácil falar do que fazer, pois não é incomum enfrentar variações e inconsistências de peça a peça e máquina a máquina.

Uma maneira de avançar é reunir o máximo de dados possível, o que pode fornecer uma visão sobre o processo de impressão 3D e usar esses dados para otimizar o processo.

Estabelecer um sistema de controle de malha fechada é considerado a maneira mais eficiente de aumentar a repetibilidade em AM.

Um sistema de controle em malha fechada envolve três etapas:a primeira é o planejamento da construção por meio de simulação; o segundo é o monitoramento da máquina e do processo; e, finalmente, o uso dos dados coletados para analisar o processo de impressão e ajustar o sistema para evitar falhas de construção e garantir a reprodutibilidade.

O estabelecimento de tal sistema exigirá um alto nível de conectividade entre as máquinas e a capacidade de coordenar esses processos.

É aqui que você precisa começar a pensar sobre o lado digital das coisas. Instalar um sistema digital que sustente a coleta e o manuseio eficientes de dados e promova a transparência e a responsabilidade é o que é necessário para a impressão 3D de peças com resultados confiáveis e consistentes.

Por exemplo, a Bowman Additive Production é especializada na produção de rolamentos usando AM. Como o especialista em AM lida com vários projetos diariamente, manter uma visão geral clara das peças e dos requisitos de produção na solicitação, as etapas de produção e pós-processamento seriam desafiadoras com ferramentas como o Excel.

O uso de software AM especializado permitiu à empresa coletar dados de pedidos de impressão 3D, rastrear peças durante a produção e pós-processamento e coordenar todas as etapas digitalmente. Como resultado, Bowman AP centralizou os dados e estabeleceu um processo simplificado que sustenta a repetibilidade.

Portanto, a lição aqui é que você deve começar a pensar sobre como gerenciará sua produção de AM desde o início. Sem soluções especializadas desenvolvidas para AM, como MES aditivo e integração de máquina, você corre o risco de aumentar a complexidade do processo. Isso tornará a obtenção de um alto nível de repetibilidade um desafio e afetará a capacidade geral de escalonamento.

Pense grande, comece pequeno, dimensione rápido

A adoção de qualquer nova tecnologia pode ser assustadora e não é isenta de riscos. No entanto, os benefícios de longo prazo da manufatura aditiva superam em muito o tempo inicial e o investimento necessário.

Como Brian Alexander da Solvay, o fornecedor líder de materiais prontos para AM de alto desempenho, resumiu, “se você for realista sobre como usar AM como um processo de produção viável, você precisa combinar material, impressora / processo e design para ter sucesso, caso contrário o desempenho, a qualidade e a consistência de sua peça ficarão bem abaixo da fabricação tradicional. ”

Portanto, encontre as áreas onde a AM agrega valor. Explore as tecnologias disponíveis, priorizando aquelas que funcionarão melhor para suas necessidades. Aproveite as oportunidades de treinamento e educação oferecidas por instituições de pesquisa e empresas de consultoria.

Por fim, comece a desenvolver uma estratégia de implementação - usando seu centro de excelência como ponto focal.

Essas etapas o ajudarão a fazer gradualmente seu caminho rumo à construção de sua própria experiência no uso de manufatura aditiva avançada.

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