Manufatura Subtrativa vs. Aditiva

Com a adoção crescente da manufatura aditiva - como a impressão 3D -, especialmente em indústrias de alta tecnologia, como aeroespacial, falamos com Ray Bagley, diretor de gerenciamento de produtos da Spatial para construir uma compreensão da tendência fascinante.

Nesta entrevista, Ray examina como a manufatura subtrativa – a base dos processos de manufatura por décadas – difere da manufatura aditiva e o que esta última oferece em termos de novos benefícios e desafios.

Entrevistador: Vamos começar esclarecendo a principal diferença entre manufatura aditiva e subtrativa

Ray Bagley :no subtrativo, você começa com um pedaço de material e remove o material dele pouco a pouco até chegar à forma final. A remoção pode ser feita por fresagem, torneamento, perfuração, erosão, retificação ou martelo e cinzel.

Na manufatura aditiva, você começa com nada e adiciona material pouco a pouco - apenas nos locais desejados - até chegar à forma final. Existem muitas tecnologias aditivas diferentes, mas normalmente uma única máquina usa apenas uma delas.

Exemplos de fabricação subtrativa

Entrevistador: Você poderia fornecer exemplos específicos de manufatura subtrativa?

Ray Bagley :O exemplo mais comum de manufatura subtrativa é a usinagem. Uma fresadora CNC tem uma ferramenta rotativa e corta metal. E CNC (que significa Computer Numerical Control) permite que isso seja programado por computador para que você possa fazer formas extravagantes e fazer coisas repetidamente. A fresagem é a operação subtrativa mais comum.

O torneamento usando um torno, onde você gira a peça em um cortador estacionário, é a segunda forma mais comum de fabricação subtrativa, enquanto a erosão e a retificação são usadas para remover quantidades menores de material. Existem muitas abordagens e métodos subtrativos, mas fresamento e torneamento são os mais comuns.

Benefícios de FABRICAÇÃO ADICIONAL

Entrevistador: Quais são os principais benefícios que a manufatura aditiva oferece e a subtrativa não?

Ray Bagley :Na fabricação subtrativa, o ar custa dinheiro. Ou seja, em qualquer lugar que o material tenha que ser removido do estoque original, custa tempo de ciclo e, portanto, dinheiro.

A complexidade é limitada ao que pode ser removido; é muito fácil projetar formas que não podem ser feitas com nenhuma combinação de métodos subtrativos.

No aditivo, a complexidade (e o espaço aéreo) é gratuita, mas o material é caro. Formas orgânicas, passagens internas, treliças e muitas outras formas que são passíveis de impressão, mas não podem ser usinadas.

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Entrevistador: Em que situações faz sentido usar cada um?

Ray Bagley :o aditivo é melhor quando você tem um design esparso - como uma treliça ou esqueleto - que tem uma baixa proporção de material para volume total ou talvez formas que são muito complexas e difíceis ou impossíveis de usinar.

A subtração é melhor quando a quantidade de material a ser removida do estoque é relativamente pequena. Um bloco com alguns furos ou recursos normalmente é muito mais barato de usinar do que imprimir.

Problemas de fabricação aditiva

Entrevistador: Quais obstáculos a manufatura aditiva precisa superar para se tornar mais amplamente utilizada?

Ray Bagley :Previsibilidade e controle.

Previsibilidade

Hoje é um desafio para alguém comprar uma impressora 3D e começar a imprimir peças de forma confiável. Você deve aprender a preparar corretamente as peças para impressão, aplicar suportes, imprimir com sucesso sem grandes defeitos, minimizar o pós-processamento e controlar as propriedades físicas do resultado.

A maioria das pessoas passa por muita experimentação ou impressões com falha antes de poder imprimir novos designs de forma confiável. Cada vez mais esse conhecimento deve ser incorporado ao software, o que reduziria o tempo antes de atingir o uso produtivo de uma nova máquina ou processo e aumentaria a produtividade de máquinas estabelecidas.

Controle de Materiais

O controle de processos e materiais é outro. Se você comprar um bloco de titânio Ti-6Al-4V e usinar em uma peça, você saberá - com um alto nível de confiança - o que esperar das propriedades mecânicas desse material.

Mas se você comprar o mesmo material em pó e imprimir uma peça, as propriedades finais do material - considerando os vários ciclos de fusão durante a impressão, porosidades e muito mais - são drasticamente mais incertas.

Caracterizar e padronizar todos esses efeitos do processo nas propriedades do material é fundamental para trazer a manufatura aditiva para o mainstream da manufatura.