Os benefícios ocultos da redução dos custos de material de impressão 3D

Sempre que uma nova tecnologia de fabricação entra no mercado, é inevitável que os profissionais queiram saber quanto custará para implementar. Não é surpreendente. Em qualquer tipo de fabricação em grande escala, os custos devem ser rigidamente controlados para garantir que a operação forneça o melhor retorno sobre o investimento possível. A manufatura aditiva não foi exceção a essa regra, com os custos de longo prazo sendo uma preocupação constante para os fabricantes, apesar dos benefícios consideráveis ​​que as diferentes tecnologias de AM podem oferecer.

Com a manufatura aditiva, uma das principais preocupações é o custo dos materiais. Por exemplo, embora o sonho da impressão 3D em metal tenha se tornado realidade, os materiais envolvidos ainda são bastante caros. Isso significa que os fabricantes ainda relutam em implementar a impressão de metal em escala industrial. O desperdício de material deve, portanto, ser considerado cuidadosamente como parte do caso de negócios geral para AM como uma ferramenta de produção.

As áreas a seguir representam um bom ponto de partida para reduzir os custos de material em sua própria operação:



Considere a economia de material durante a fase de design

Qualquer área sólida de uma peça impressa em 3D aumentará os custos gerais do material, portanto, sempre que possível, procure oportunidades para esvaziar sua peça.



Minimize a necessidade de estruturas de apoio

As estruturas de suporte continuam sendo um mal necessário para uma série de tecnologias de impressão 3D. Como são normalmente impressos com o mesmo material da peça acabada, eles representam um custo de material oculto que deve ser mínimo. Embora certos processos de AM possam agora fazer uso de estruturas de suporte dissolvíveis, estas (e os solventes usados ​​para dissolvê-las) ainda representarão um custo contínuo de material.

As plataformas de software CAD modernas oferecem ferramentas especializadas para gerar estruturas de suporte e otimizar a orientação das peças para manter seu uso ao mínimo. Recomendamos aproveitar ao máximo esses recursos, tanto em termos de velocidade quanto porque esses programas calcularão a orientação ideal da peça para minimizar os suportes automaticamente e podem chegar a uma solução que não seria imediatamente óbvia para um usuário humano. Como sempre, aproveite ao máximo as oportunidades de automação estratégica!



Recicle o material sempre que possível

Uma grande vantagem que a manufatura aditiva oferece em relação às técnicas subtrativas tradicionais é a falta de material de sucata que deve ser descartado no final de um projeto. Porém, se o objetivo é eliminar completamente o desperdício de material do processo, ainda temos um longo caminho a percorrer. A questão da contaminação do material durante a impressão faz com que o reaproveitamento de 100% do material restante não seja possível com a impressão em pó, por exemplo. Embora o pó restante possa ser misturado com o novo material e reutilizado, é necessário peneirar cuidadosamente para garantir que o tamanho das partículas permaneça constante. A pesquisa está em andamento para encontrar uma solução perfeita para este desafio. Em particular, a Renishaw está conduzindo pesquisas contínuas sobre as condições de impressão que minimizarão quaisquer alterações físicas ou químicas nos materiais de impressão, embora isso requeira impressoras especializadas, como o modelo AM 250.

Para a impressão baseada em filamentos, alguns pesquisadores propuseram reduzir os custos de material criando um novo filamento de plástico reciclado, embora essa tecnologia pareça mais adequada para o mercado amador nesta fase, já que os materiais resultantes não serão adequados para aplicações industriais. No entanto, o conceito é bom e merece uma investigação mais aprofundada, tanto em termos de redução dos custos de produção e melhoria da sustentabilidade geral da fabricação de aditivos.



Medir taxas de falha de construção

Se uma construção falhar durante o processo de impressão, isso não resultará apenas em perda de tempo para os engenheiros; o material usado na construção com falha não pode ser reutilizado. Recomendamos fortemente que você registre quaisquer instâncias de falha de compilação como parte de suas operações diárias para identificar quaisquer problemas em andamento. Idealmente, esse processo deve ser automatizado, tanto para aumentar as chances de identificar quaisquer problemas antes da falha total da compilação, quanto para permitir que todos os dados da compilação sejam agrupados de uma forma acionável. Isso não só ajudará a evitar qualquer desperdício de material desnecessário, mas também aumentará a eficiência de toda a operação.



Maior sustentabilidade ajuda a manufatura aditiva a entrar em território desconhecido

Embora ainda haja trabalho a ser feito em termos de otimização da reutilização de materiais de manufatura aditivos, as recompensas potenciais são grandes. Conforme a ciência dos materiais melhora e novos métodos de impressão 3D entram no mercado, esperamos ver operações de AM muito mais eficientes e sustentáveis ​​se estabelecendo. Isso não apenas ajudará a minimizar os custos de produção, mas também fornecerá novas oportunidades para a utilização de AM de novas maneiras, em novos ambientes. Por exemplo, podemos ver ferramentas e peças sobressalentes geradas no local em locais desafiadores ou remotos conforme a necessidade, usadas uma vez e, em seguida, divididas em material para impressão quando não forem mais necessárias.

À medida que tais métodos se tornam viáveis ​​e se refletem nas melhores práticas da indústria, temos a certeza de ver a manufatura aditiva entrar em um novo estágio em sua evolução, de maneiras que nunca havíamos previsto.