Como a manufatura aditiva e subtrativa podem trabalhar juntas para melhorar os produtos

Até 2026, o mercado de manufatura aditiva deverá disparar a uma taxa de crescimento anual composta de 14,4%, totalizando US$ 23,33 bilhões. À medida que as indústrias continuam a dedicar mais fundos a esse campo em crescimento e a tecnologia evolui, é fácil ver a promessa da manufatura aditiva.

A manufatura aditiva oferece uma maneira econômica de criar peças pequenas, aquelas com designs intrincados ou geometrias complexas, ou peças que não podem ser construídas usando moldagem por injeção. Os prazos de entrega são mínimos e muitas peças podem ser produzidas mais rapidamente do que com outros métodos. Ainda assim, a expansão do mercado não significa necessariamente que métodos subtrativos como usinagem CNC se tornarão menos populares.

A indústria manufatureira, que já enfrenta disrupções tecnológicas em larga escala, provavelmente testemunhará uma sobreposição crescente – e possivelmente até interoperabilidade – entre métodos aditivos e subtrativos no processo de produção. Os produtos do futuro não serão todos impressos em 3D, assim como nem todos serão feitos tradicionalmente; eles serão produzidos por meio de métodos de melhor ajuste que podem incluir uma combinação de processos aditivos e subtrativos.

Obtendo o melhor dos dois mundos

À medida que a tecnologia evolui, é provável que o mercado testemunhe um número crescente de aplicações que combinem métodos aditivos e subtrativos.

Os engenheiros da Curtiss Motorcycle Company, por exemplo, tiveram uma tarefa difícil. Eles queriam fazer uma motocicleta elétrica que fosse ousada, poderosa e diferente de tudo que qualquer piloto já tinha visto. Eles tinham a visão, mas os parceiros de fabricação anteriores não conseguiram produzir um protótipo a tempo que atendesse aos requisitos de design e qualidade.

Em vez de tentar atender a todas as demandas de Curtiss com um processo de fabricação, a equipe Fast Radius recomendou usinagem CNC multi-eixo para peças maiores da bicicleta e fabricação aditiva para componentes menores e geometricamente mais complexos. Essa abordagem híbrida aumentou a eficiência operacional, produziu peças mais resistentes e gerou um produto final melhor. Em apenas 12 dias, nasceu o “Zeus 8”.

Veja como os benefícios de ambos os recursos - e as limitações de cada um - podem ser equilibrados para encontrar a solução perfeita para a produção de peças.

Fabricação aditiva, reexaminada

Embora a manufatura aditiva tenha gerado muito burburinho – e muito investimento de capital – nas últimas décadas, ela compreende apenas uma fatia do mercado total de manufatura. Além disso, os métodos aditivos vêm com algumas limitações importantes que os engenheiros devem considerar.

Por exemplo, embora haja cada vez mais materiais disponíveis para manufatura aditiva, não há tantos materiais disponíveis para processos tradicionais, como moldagem por injeção e CNC. A tecnologia está melhorando, mas alguns métodos de impressão 3D não produzem a força, resistência ao calor ou acabamento de superfície liso necessário para peças críticas.

E como a tecnologia aditiva é relativamente nova, menos materiais passaram pelos longos e rigorosos processos de certificação necessários para fabricar peças para indústrias altamente regulamentadas. Além disso, a economia do aditivo nem sempre se soma à produção de alto volume.

Preenchendo as lacunas com manufatura subtrativa

A manufatura subtrativa – como a usinagem CNC – pode compensar algumas das limitações impostas pela manufatura aditiva.

Mesmo com máquinas de nível industrial, a impressão 3D às vezes pode produzir peças com resistência e qualidade não uniformes. A usinagem CNC, por outro lado, produz peças consistentemente fortes que podem suportar os rigorosos requisitos de engenharia. O processo é amplamente utilizado na indústria aeroespacial porque permite as construções incrivelmente precisas necessárias para cumprir os rigorosos regulamentos da Federal Aviation Administration (FAA).

Além disso, quando se trata de manufatura com metais, a manufatura subtrativa costuma ser mais eficiente. Enquanto os materiais aditivos de metal ainda são limitados e caros, as matérias-primas necessárias para os métodos subtrativos estão amplamente disponíveis e compreendidas. Não faltam metais para CNC que podem criar produtos com tolerâncias apertadas e bons acabamentos superficiais.

Tudo isso não quer dizer que a fabricação subtrativa por si só será suficiente para atender às crescentes e complexas demandas de mercados em ruptura. Esses métodos de fabricação vêm com suas próprias limitações. Em primeiro lugar, os custos iniciais da usinagem CNC podem ser tão altos quanto os associados à impressão 3D, se não mais altos. Além disso, do ponto de vista do projeto, a usinagem CNC geralmente vem com mais limitações do que aditiva. A fabricação subtrativa também é menos eficiente em termos de materiais e ecologicamente correta do que a fabricação aditiva, pois gera desperdícios inerentemente.

Combinando recursos para o sucesso final

Os prós e contras dos métodos de manufatura aditiva e subtrativa os tornam complementos ideais entre si em muitas aplicações. À medida que a tecnologia e as demandas dos consumidores evoluem, os fabricantes serão encarregados da tarefa de desenvolver novos métodos que integrem técnicas aditivas e subtrativas.

Esteja você construindo a motocicleta do futuro ou tentando criar um produto de nicho de alta qualidade, é importante manter a mente aberta quando se trata de processo. Os métodos tradicionais de fabricação têm muito a oferecer aos engenheiros e gerentes de produto que desejam construir a próxima melhor coisa. Uma combinação sofisticada de manufatura subtrativa e aditiva pode ajudar os fabricantes a prepararem seus produtos mais inovadores para o futuro.

Na Fast Radius, somos apaixonados por ajudar as empresas a criar os produtos do futuro hoje, se isso significa prototipar uma peça única por meio de modelagem de deposição fundida (FDM) ou combinar métodos aditivos e subtrativos para executar em execuções de alto volume de peças uniformes. Podemos ajudá-lo a criar de maneiras que você não achava que fossem possíveis. Contacte-nos hoje.

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