Fabricação aditiva de metal:a última tendência da multitarefa

O cabeçote de revestimento a laser para WFL Millturns é instalado diretamente nos fusos do eixo B das máquinas. Crédito da foto:WFL Millturn Technologies.

A manufatura aditiva (AM), tecnologia que constrói componentes 3D camada por camada, continua a evoluir. Uma vez que uma ferramenta usada principalmente para prototipagem de peças em plásticos, está começando a impactar o design de fabricação e o mundo da produção de uma maneira mais significativa com o advento da impressão de peças metálicas. Em suma, essa técnica oferece vantagens na medida em que pode produzir projetos complexos e com contornos que seriam desafiadores, se não impossíveis, de criar em equipamentos de usinagem convencionais (como canais de resfriamento conformal dentro de moldes de injeção). Os projetos de peças também podem ser refinados para reduzir o peso, mantendo (ou aprimorando) a integridade estrutural aplicando conceitos como projeto generativo.

Dito isto, AM é uma tecnologia que complementa a usinagem, mas não a substituirá. Curiosamente, não há maneira mais clara de pontuar esse ponto do que observar o número crescente de fabricantes de máquinas-ferramenta adicionando aditivos às suas plataformas de equipamentos subtrativos.

Praticamente todas as peças construídas em AM precisam de algum tipo de operação de pós-processamento. Isso pode envolver fresamento, perfuração, rosqueamento ou torneamento, bem como retificação ou polimento. Ao combinar aditivos e subtrativos em uma plataforma, o trabalho em processo pode ser eliminado, bem como o equipamento de capital necessário para concluir uma peça cultivada aditivamente. Além disso, o AM pode ser usado para adicionar recursos pequenos e complexos a peças usinadas grandes. Ou, para trabalhos de reparo, o material pode ser adicionado às peças desgastadas que podem ser usinadas para trazê-las de volta às especificações do OEM.

Os vídeos abaixo mostram esses tipos de aplicativos. Por exemplo, processos AM, como cladding a laser, foram adicionados a várias plataformas de usinagem, incluindo tornearias e máquinas de cinco eixos. Um vídeo on-line que acompanha mostra um exemplo do primeiro:um WFL M80X Millturn no qual o cabeçote do laser é instalado no fuso de fresagem do eixo B para adicionar material a um componente muito grande. O endurecimento a laser de recursos selecionados também pode ser realizado.

Neste caso de um Mazak Integrex i-400SAM mostrado usando aditivo para adicionar recursos a um componente de parafuso de alimentação longo, o cabeçote de deposição de laser AM (três estão disponíveis com diâmetros de feixe variados para este modelo) não é montado no eixo de fresagem do eixo B da máquina . Em vez disso, ele é instalado em uma unidade dedicada e giratória, e as cabeças de laser não utilizadas são armazenadas fora da zona de trabalho, assim como as ferramentas estariam no carrossel de troca automática de ferramentas de um centro de usinagem.

Outro vídeo mostra um exemplo de trabalho de reparo. Nele, um Tongtai AMH-630 de cinco eixos usa um cabeçote de revestimento a laser AM que se encaixa no fuso de fresagem da máquina para depositar o material Inconel 718 nas pontas desgastadas das lâminas da turbina que são então usinadas, deixando para trás as formas contornadas especificadas pelo OEM.

O software para esses aplicativos híbridos também continua a evoluir, assim como o hardware. Isso é demonstrado em um vídeo que mostra a produção de um Inconel 625 blisk usando o software Autodesk Fusion 360 e PowerMill em uma máquina híbrida Mazak Variaxis J-600/5XAM usando ferramentas de metal duro e cerâmica da Seco Tools. Em vez de começar com um grande tarugo de material que será usinado para criar o blisk, a peça de trabalho começa com o cubo e as lâminas são então cultivadas aditivamente e usinadas para moldar e dimensionar.

Ainda assim, como você programa uma máquina multitarefa com capacidade aditiva? Um vídeo longo, mas informativo, mostra passo a passo o processo de programação de uma peça rotativa com lâminas criadas via AM e posteriormente usinadas com o Siemens NX CAM.

E a simulação offline que é tão importante para trabalhos complexos de usinagem? O módulo aditivo Vericut da CGTech simula as capacidades de usinagem aditiva e tradicional (fresamento ou torneamento) de máquinas híbridas usando o mesmo código NC. Ele lê os parâmetros do laser, controla a potência do laser, fluxo de gás de arraste e pó metálico específico para cada trabalho e tipo de material, então detecta possíveis colisões entre a máquina e a peça aditiva durante a impressão, o que está descrito em outro vídeo.

Claro, existe a oportunidade de adicionar cabeçotes AM a vários outros tipos de plataformas de máquinas. Por exemplo, a 3D Hybrid Solutions pode fornecer cabeças complementares para impressão 3D de metal por meio de vários métodos de deposição, incluindo fusão a laser de spray de pó, fusão a arco de alimentação de arame e spray frio de alta velocidade de pó metálico. Parece que essa ideia tem a aprovação dos fuzileiros navais dos EUA, conforme explicado nesta história.

O metal AM está no seu radar? Ou você está usando impressoras plásticas 3D em sua loja para prototipagem, gabaritos, acessórios e muito mais? Envie-me um e-mail para [email protected] para me informar.