4 aplicativos que você deve produzir com manufatura aditiva

A tecnologia aditiva avançou rapidamente na última década, prometendo novas e empolgantes possibilidades de fabricação para empresas em todo o cenário industrial.

Quando as pessoas pensam em manufatura aditiva (MA), no entanto, uma das aplicações que imediatamente vem à mente é a prototipagem. Quando os engenheiros precisam iterar em um projeto rapidamente, sem se preocupar com as restrições que se aplicam a uma execução de fabricação tradicional, a AM – geralmente chamada de impressão 3D – funciona tão bem porque não envolve nenhuma ferramenta pesada e, portanto, permite uma iteração rápida . Quanto mais eficientemente um protótipo puder ser desenvolvido, mais rápido uma empresa poderá passar para a produção em volume – onde os métodos tradicionais de fabricação podem assumir o controle, se desejado.

Mas há muito mais na manufatura aditiva do que na prototipagem, e não são apenas as empresas na fase de pesquisa e desenvolvimento que ganham com seu uso. De fato, a manufatura aditiva oferece vantagens significativas em uma variedade de aplicações, desde a economia de tempo e materiais até a abertura de novas possibilidades de design.

Aplicações de manufatura aditiva

Com isso em mente, para ajudá-lo a explorar o potencial da tecnologia de impressão 3D, estamos analisando quatro aplicações específicas de manufatura aditiva e um caso de uso industrial associado. A manufatura aditiva revolucionou projetos em vários setores, incluindo aeroespacial, automotivo, bens de consumo, médico e robótica – e os exemplos que destacamos aqui demonstram maneiras pelas quais ela supera os métodos tradicionais de fabricação em velocidade, eficiência, qualidade e custo.

Peças de baixo volume e sob demanda

A tecnologia de manufatura aditiva está posicionada de forma única para atender às necessidades de produção sob demanda e de baixo volume.

Os métodos tradicionais de fabricação geralmente exigem pedidos de grande volume para reduzir o custo unitário. A moldagem por injeção, por exemplo, pode acarretar custos de ferramentas de US$ 20.000 a US$ 110.000 antes mesmo de um projeto passar para a produção. Por outro lado, a manufatura aditiva não envolve despesas de capital para ferramentas:as peças impressas em 3D podem ser produzidas em pequenas quantidades, sem quantidades mínimas de pedido, quando forem necessárias, permitindo reduzir os custos de fabricação e o estoque.

As vantagens de baixo volume da AM significam que a produção de peças pode ser dimensionada para atender exatamente à demanda do mercado. A Evans Motorsport Performance (EMP) trabalhou com a Fast Radius para projetar uma tampa de parafuso de reposição para o Chevrolet Corvette C8. Originalmente fabricada em alumínio, a peça era complexa e cara de fabricar, e a EMP precisava de uma solução que possibilitasse a produção de baixo volume com material de qualidade automotiva. Usando o processo de impressão Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™ e o termoplástico EPX 82, reduzimos os custos de ferramentas em US$ 12.000 e o tempo de produção em questão de dias. A peça também pode ser armazenada em nosso Armazém Virtual para produção sob demanda.

Partes consolidadas únicas

Além das vantagens de produção de baixo volume, a manufatura aditiva oferece novas possibilidades para peças anteriormente consideradas “inutilizáveis”, incluindo consolidações de componentes separados.

Unidades consolidadas simples tendem a ter geometrias complexas, como estruturas treliçadas ou até mesmo montagens móveis. A manufatura aditiva torna essas peças possíveis porque permite a impressão de um conjunto inteiro como uma peça – em vez de várias peças a serem montadas posteriormente. A consolidação tem vantagens específicas no setor de produtos de consumo, onde a capacidade de criar projetos de peças simplificados e mais eficientes significa:

• Menos dinheiro e tempo gasto na montagem.
• Redução do risco de custos ocultos e atrasos no projeto.
• Requisitos de materiais mais baixos.
• Menor risco de problemas de fornecimento.
• Redução do risco de falha da peça.

Em um exemplo real dos benefícios de consolidação da manufatura aditiva, a Fast Radius trabalhou com a Steelcase™ no projeto de sua cadeira de escritório SILQ de alto desempenho, vencedora do prestigioso Prêmio de Inovação na NeoCon 2018. As tampas dos braços da cadeira SILQ eram tradicionalmente fabricadas em três partes separadas e montadas posteriormente – um processo que ampliou o prazo do produto. Usando o processo Carbon Digital Light Synthesis (DLS)™, conseguimos consolidar a fabricação da tampa do braço em uma única peça impressa em 3D:uma unidade contígua projetada com uma estrutura de treliça para reduzir substancialmente o uso de material e os custos de montagem.

Peças muito pequenas

A manufatura aditiva é particularmente útil para a produção de componentes menores, do tamanho de uma bola de softball ou menores, em volumes muito baixos.

Quando a produção de peças pequenas é ampliada na manufatura aditiva, muitas vezes surgem vantagens de velocidade e custo. De fato, para peças plásticas do tamanho de uma bola de pingue-pongue (ou menor), geralmente faz mais sentido econômico usar aditivos em vez de fabricação tradicional. A capacidade de produzir peças pequenas em pequenos volumes pode ser vantajosa na indústria médica, especialmente quando essas peças precisam ser adaptadas para uso individual – como em próteses ou implantes.

A Coapt, uma empresa com sede em Chicago que produz próteses de membros superiores, contratou a Fast Radius para refinar a segunda geração de seu principal produto:o sistema Coapt COMPLETE CONTROL, que usa reconhecimento de padrões elétricos para permitir que pessoas que perderam membros superiores controlem totalmente o movimento em seus braços protéticos. O sistema inovador inclui duas partes muito pequenas:o botão de calibração e os tampões de lata. Ambas as partes são integrais e o botão apresenta um acabamento de textura específico necessário para uma interação precisa do usuário. A fabricação aditiva nos permite manter o design dos plugues e do botão de calibração sob controle explícito e obter um rendimento impressionante:usando impressoras Carbon DLS™ e HP MJF, produzimos 135 botões (11 x 11 x 5,5 mm) em 35 minutos e 848 tampas de lata (1,75 x 5,2 x 3,2 mm) em 23 minutos.

Peças personalizáveis

A manufatura aditiva traz oportunidades de personalização sem precedentes para o processo de design.

Sem as restrições de custo e tempo dos requisitos iniciais de ferramentas, os designers podem personalizar peças impressas em 3D para aplicações específicas ou necessidades do consumidor – até uma única unidade. As possibilidades de personalização da manufatura aditiva abrangem funcionalidade, estética e marca:elementos exclusivos podem ser introduzidos rapidamente e em escala muito pequena e incluem:

• Novos recursos estruturais
• Texturas de superfície
• Logotipos da empresa
• Texto e designs
• Números de série variáveis

Como um bônus adicional, a pesquisa sugere que três quartos dos consumidores estão dispostos a pagar até 20% a mais por produtos personalizados – o que significa que quaisquer custos adicionais introduzidos por escolhas de design exclusivas provavelmente serão mitigados a longo prazo.

Além de reduzir os custos de material e os prazos de produção, a capacidade de personalizar peças tem benefícios potenciais significativos em todo o cenário industrial. Nas indústrias de robótica e varejo de consumo, por exemplo, à medida que os clientes fazem pedidos contínuos, a tecnologia de impressão 3D nos permitiria adicionar recursos exclusivos, como logotipos, com uma simples alteração no arquivo de design. Da mesma forma, nas indústrias odontológica e médica, peças, como próteses, implantes ou guias cirúrgicos, podem ser modificadas para se adequar ao destinatário individual. Bandejas dentárias personalizadas, por exemplo, podem ser impressas a partir de uma digitalização para encaixar perfeitamente nos dentes de alguém.

Explore aplicativos de impressão 3D Fast Radius

Se você deseja aproveitar o poder e a possibilidade da tecnologia de impressão 3D, e os aplicativos descritos acima fazem sentido para suas necessidades, vale a pena explorar suas opções fora dos métodos tradicionais de fabricação. Entre em contato com a equipe Fast Radius hoje para tornar seu próximo projeto possível com manufatura aditiva.

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