Impressão 3D para produção:Estamos perdendo essa coisa

Já se passaram algumas semanas desde que participei da conferência Additive Manufacturing Users ’Group (também conhecida como" AMUG "), e estive pensando bastante sobre a impressão 3D para produção. Muitas das apresentações e conversas do evento falaram sobre a produção em massa com impressão 3D. No entanto, minha conclusão é que ainda estamos anos longe de a impressão 3D para produção se tornar realidade.

Em algumas indústrias como a aeroespacial, a impressão 3D é usada para peças de uso final hoje! Eles imprimem peças de alto valor e baixa quantidade, o que lhes permite economizar uma tonelada de dinheiro todos os anos usando menos combustível. As empresas aeroespaciais estabeleceram padrões para suas aplicações usando máquinas e materiais muito específicos (nosso Certificado Ultem9085 sendo um deles).

A adoção da impressão 3D para produção enfrenta muitos desafios. As empresas de impressão 3D tendem a se concentrar nos aspectos técnicos da impressão 3D - principalmente na velocidade de impressão - para tentar ajudar na adoção. No entanto, o grande desafio está nos padrões de engenharia.

Embora seja muito mais emocionante discutir as tecnologias mais recentes tentando fazer a produção em massa com a impressão 3D vir a ser concretizada, os padrões de engenharia são um sério desafio que precisa ser enfrentado. Mas por que os padrões de engenharia são importantes em primeiro lugar? E por que é tão difícil criá-los para peças impressas em 3D?

Os padrões de engenharia criam uma linguagem comum e garantia de qualidade para empresas que trabalham juntas. Eles permitem que uma empresa compre peças de outra, com expectativas claras estabelecidas em torno de todos os tipos de características:tolerância da peça, acabamento superficial e qualidade da metalurgia, apenas para citar alguns. Ao fabricar peças com um padrão de qualidade definido, o mundo obtém peças e produtos mais seguros. Quando aplicado à impressão 3D, o estabelecimento desses padrões se torna complicado.

3 desafios enfrentados pela produção em massa com impressão 3D

1. Anisotropia

Este é um termo de engenharia para “não uniformemente forte”. Um isotrópico parte é aquela que tem as mesmas características de resistência e rigidez, independentemente do ângulo a partir do qual você aplica a força. Ainda comigo? Uma parte impressa em 3D é anisotrópica por natureza, devido ao processo de camada por camada que o cria.

Na fabricação tradicional, um bloco de metal ou plástico é consistente em todo o material de estoque. Isso cria propriedades de força uniformes que são fáceis de simular e prever como as peças se comportarão sob tensão.

2. Variações de tecnologia

“Precisamos de padrões para peças impressas em 3D”, é uma afirmação fácil de jogar por aí. Indo mais fundo, é um grande desafio devido à quantidade de tipos diferentes de impressão 3D, materiais diferentes e qualidade diferente de peças, mesmo dentro do mesmo tipo de tecnologia. Esses desafios são mais simples na manufatura subtrativa convencional, porque o material de estoque manteve os padrões por muitos anos.

Modelagem por Deposição Fundida (FDM / FFF), Estereolitografia (SLA), Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e jateamento de material (PolyJet) têm propriedades de peças diferentes e usam materiais diferentes. Criar um padrão para peças com uma ampla gama de tecnologias e materiais é uma tarefa gigantesca que levará tempo para ser estabelecida - e uma quantidade absurda de cupons de teste de material.

3. Variações de processo

Ao cortar materiais padrão prontos para uso, é fácil saber se algo está errado. O material tem consistência uniforme em toda a extensão, portanto, se houver algum problema com a peça, eles serão visíveis na superfície. A impressão 3D quase sempre tem uma consistência interna diferente (preenchimento) do que sua casca externa.

Digamos que sua parte tenha três camadas externas. Se a impressora 3D não consegue extrudar corretamente na casca interna, como você saberia? Se você usar a impressão 3D para produção e uma peça de um carro falhar devido a um defeito inesperado, isso poderá ter consequências graves. Estabelecer um padrão de engenharia para peças impressas em 3D pode ajudar a prevenir tais problemas antes que comecem.

A fabricação de aditivos está pronta para a produção em massa?

Acredito que a produção em massa com impressão 3D acabará sendo mais popular do que os processos de manufatura convencionais (subtrativos). Toclarify, por “eventualmente”, quero dizer que a tecnologia ainda tem uma série de desafios antes que a impressão 3D para produção seja amplamente adotada. O maior desafio é estabelecer um padrão de qualidade para peças impressas em 3D. Levará tempo - anos - para que as várias organizações de engenharia, como ISO e ASTM, criem esses padrões, mas assim que o fizerem, estou animado para ver a impressão 3D usada por empresas em todos os lugares para peças de uso final.