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5 fatores que você precisa considerar ao mudar para a produção AM


A impressão 3D é uma das principais tecnologias que lideram a mudança na fabricação. Mas para aproveitar ao máximo seu potencial de produção, as empresas devem estabelecer a infraestrutura certa para a Manufatura Aditiva (AM).

Da repetibilidade à automação, exploramos cinco pilares principais que apoiam a mudança da impressão 3D para a produção de peças finais e quais soluções podem ajudar na transição.

1. Rastreabilidade



A rastreabilidade é atualmente uma das principais preocupações das empresas que adotam a manufatura aditiva para a produção.

Na fabricação, a rastreabilidade significa a capacidade de rastrear todas as peças e produtos ao longo do processo de fabricação, desde o momento em que as matérias-primas entram na fábrica no momento em que os produtos finais são despachados.

Com os regulamentos, relatórios e requisitos de controle de qualidade entrando em jogo - particularmente para indústrias como a aeroespacial e médica - a atual falta de rastreabilidade em todo o ecossistema e cadeia de suprimentos de AM deve ser combatida para que a AM seja amplamente adotada como uma tecnologia de fabricação viável.

Um desafio para isso é a capacidade de rastrear o material reutilizado. Por exemplo, no metal PBF, após a conclusão do processo de impressão, alguma quantidade de pó metálico permanece não derretida e pode ser peneirada e então misturada com um novo pó em uma proporção especificada.

O processo de reutilização do material deve ser visíveis e rastreáveis, para que os usuários finais possam ter certeza de que estão usando materiais de alta qualidade para construir peças críticas.

Além disso, a rastreabilidade do lote é essencial para garantir que as peças em cada lote estejam em conformidade com qualquer segurança ou padrões de qualidade.

Atualmente, a melhor forma de obter rastreabilidade é através do uso de soluções digitais, como o Manufacturing Execution System (MES), software que gerencia e controla todas as etapas do fluxo de trabalho da produção de AM.



A rastreabilidade ponta a ponta, habilitada pelo software MES, pode estabelecer processos de gerenciamento de qualidade mais eficazes por meio de análises de dados e ferramentas de inteligência de negócios.

Ser capaz de rastrear exatamente o que aconteceu com suas peças 3D, e quando, ao longo do ciclo de vida do produto, adiciona um novo nível de qualidade de processo para AM, já que as empresas podem facilmente revisar dados importantes e otimizar processos quando ocorrerem erros ou falhas.

Estabelecer operações de AM rastreáveis ​​é o primeiro passo para usar a tecnologia para a produção, pois ajuda a garantir a transparência e a responsabilidade em toda a cadeia de abastecimento e a provar que os produtos atendem a determinados padrões ou cumprir os regulamentos da indústria.

2. Repetibilidade



Repetibilidade - a capacidade de produzir uma peça ou componente que é o mesmo todas as vezes - é outro fator crucial para alcançar a produção com AM.

A maioria das tecnologias AM requer uma configuração de construção abrangente para garantir a peça completa o processo de impressão e pode 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 em malha fechada é considerado a forma 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 em andamento do processo de impressão; e, finalmente, o uso dos dados coletados para detectar desvios durante o processo de impressão e ajustar o sistema para compensá-los.

Em última análise, alcançar a repetibilidade exigirá uma forte integração de hardware e software. Além disso, os fabricantes devem ter um conhecimento profundo do equipamento AM, das principais variáveis ​​que entram no processo, como essas variáveis ​​podem variar e como calibrar o equipamento.

Enquanto isso, é claro , envolve uma curva de aprendizado íngreme, ter esse conhecimento é vital para imprimir peças em 3D com resultados confiáveis ​​e consistentes.

3. Precisão da peça



Como o uso de AM está crescendo além de apenas modelos cosméticos, há um foco crescente na precisão dimensional. O termo precisão descreve o quão próximo a saída de um sistema de manufatura está em conformidade com uma tolerância dentro de uma faixa dimensional especificada.

Quando AM estava em seu estágio inicial e era usado principalmente para prototipagem, a precisão não importava muito. Hoje, entretanto, muito mais é exigido dos sistemas AM. Eles rotineiramente produzem protótipos funcionais, acessórios e peças de uso final que devem atender aos mesmos rigorosos padrões de precisão associados aos métodos tradicionais de fabricação, como usinagem, moldagem por injeção e fundição.

A precisão dimensional geral é fundamental se estes os auxiliares de manufatura e os produtos acabados devem funcionar corretamente.

Dado o impulso da impressão 3D em aplicações funcionais exigentes, é importante considerar se um sistema de impressão 3D pode produzir peças que mantêm tolerância e podem fazê-lo repetidamente.

4. Automação



A automação é mais um passo na jornada em direção à prontidão de produção e escalabilidade de AM. Alcançada através de uma combinação de hardware e software, bem como robótica, sensores e redes, a automação garante processos mais simplificados como parte de um ciclo de produção digital de ponta a ponta.

Para fabricantes, incorporando sistemas de automação em linhas de produção AM pode levar a uma maior eficiência, por exemplo, substituindo processos manuais e estabelecendo rastreamento avançado e sistemas analíticos.

Diferentes níveis de automação podem ser alcançados em todo o fluxo de trabalho AM. Na fase de design, existem atualmente soluções que ajudam a automatizar algumas partes do processo de design, como a geração de suporte.

Além disso, as ferramentas de projeto, como a otimização da topologia, estão evoluindo para ajudar a gerar e validar os melhores projetos para uma determinada aplicação e requisitos de engenharia.

Na fase de produção, há uma oportunidade de agilizar o planejamento e gerenciamento da produção com a ajuda do software MES. Esse software substitui processos de mão-de-obra intensiva, como tratamento manual de pedidos e gerenciamento de projetos, por meio do uso de uma única plataforma digital. Além disso, o pós-processamento AM tem sido o estágio menos automatizado de toda a linha de produção AM. Isso está mudando agora, com a introdução de sistemas de pós-processamento voltados para limpeza automatizada, despoluição, remoção de suporte e tingimento de peças impressas em 3D.

Ter sistemas automatizados de pós-processamento em funcionamento também abre as portas para um maior grau de repetibilidade com AM. Uma vez que quase todas as peças impressas em 3D exigirão alguma forma de pós-processamento, é fundamental garantir que um sistema de pós-processamento possa fornecer resultados repetíveis - e a automação orientada por software fornece uma das soluções.

A introdução da automação em todos os estágios do fluxo de trabalho de AM acabará por reduzir o custo geral da impressão 3D, expandindo seu alcance para uma gama mais ampla de aplicações.

5. Verificação e conformidade regulatória



O elemento final que sustenta a transição para a produção com AM é a capacidade de verificar o desempenho de suas peças impressas em 3D. Um processo AM verificado permite que os fabricantes saibam que as propriedades químicas, mecânicas e, para peças de metal, metalúrgicas, bem como geometrias complexas, podem ser alcançadas de forma consistente dentro dos limites das especificações.

Para realizar a verificação, é crucial entender e aplicar os padrões AM disponíveis atualmente desenvolvidos pela ISO, ASTM e outros organismos de padronização.

Enquanto os padrões estão sendo desenvolvidos para processos de impressão 3D - até agora existem 22 padrões publicados pela ASTM e 15 pela ISO - muitos dos padrões críticos ainda estão em desenvolvimento.

Por exemplo, o método atual de garantia e verificação de qualidade é testar as peças finais, o que requer tempo e recursos adicionais. Para superar esse problema, a indústria precisa desenvolver processos de certificação de peças abrangentes que permitirão um melhor controle de qualidade em tempo real.

Para tornar a tarefa mais difícil está o fato de que os processos de certificação diferem de acordo com a indústria e a aplicação . Como e quando o teste é feito para a certificação é uma área que precisará ser especificada por qualquer processo de padronização.

Dito isso, a colaboração com especialistas e adotantes bem-sucedidos, como provedores de serviços estabelecidos, é um passo crucial para tornar-se informado sobre as regulamentações e procedimentos de verificação mais atuais necessários para integrar com sucesso a impressão 3D em seu ambiente de produção.

Transição para produção com impressão 3D com sucesso



A verdadeira produção com impressão 3D só começa quando todas as cinco peças se juntam. Embora tenhamos discutido cada um deles separadamente, os elementos muitas vezes se sobrepõem e se complementam.

É por isso que é importante pensar e agir holisticamente ao integrar AM em sua produção. Você pode começar explorando as tecnologias disponíveis, priorizando aquelas que funcionarão melhor para as suas necessidades, juntando gradualmente todas as peças.

Embora a mudança não aconteça da noite para o dia, os benefícios que ela oferece permitirão que você desbloqueie novos mercados e modelos de negócios, impulsionando o futuro da manufatura digital com impressão 3D.


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